Center/Surround-organisering

I hvert stadie av visuell persepsjon kan nevroner kalkulere og utføre operasjoner ut i fra inputen de får, noe som videre gir oss informasjon om "verden der ute". 

I 1953 fant Stepthen Kuffler det første og mest fundamentale steget i visuell informasjonsprosessering. Han oppdaget at aktivitet fra retinale gangliceller kunne forekomme ved små flekker av lys og han kunne altså aktivere dem (få dem til å fyre) ved slike små lysflekker. Dette alene var ikke nytt. Det som var overraskende var at små lysflekker aktiverte cellene bedre enn store lysflekker. Hver ganglicelle var optimalt aktivert av en liten flekk lys på et spesifikt område av retina, dens reseptive felt. Kuffler antok da at årsaken til at store lysflekker var ineffektive var at cellen ikke bare ble eksitert av lys som faller på dens reseptive felt, men at den også blir inhibert av lys som faller på det som omringer det reseptive feltet. Denne organiseringen kalles center/surround og vi finner den også i thalamus. På grunn av denne organiseringen responderer nevroner best til skarpe forandringer, istedenfor gradvise endringer i lyshet (luminance). 

Det visuelle systemet er bygd opp slik at det kan ignorere gradvise endringer i lys og det generelle nivået av lys som vanligvis ikke er biologisk viktig. Det gir biologisk mening at vårt visuelle system er designet slik, fordi det er mye mer effektivt og bare kode de delene av bildet der hvor det er endringer enn å kode hele bildet. Dette fordi det meste av informasjonen i et bilde ligger der hvor det endrer seg. 

Når vi vet hvordan celler responderer til store og små lysflekker kan vi også forklare de blinkende svarte flekkene over de hvite strekene i Hermann-Grid illujsonen. Denne illusjonen ble oppdaget av Ludimar Hermann i 1870 og når man ser på den ser man mange svarte firkanter delt fra hverandre ved hjelp av hvite streker, der de hvite strekene krysser hverandre ser man illusoriske blinkende svarte flekker. Disse illusoriske flekkene blir peripert på grunn av at de center/surround-cellene som symboliserer det hvite i kjernen mellom fire firkanter er mer nedtrykt (inhibert) enn de cellene som symboliserer det hvite mellom to av firkantene. Dette er fordi de første center/surround-cellene har fire deler hvitt i surround, mens de siste bare har to. Altså er det slik at de første center/surround-cellene er mer inhibert og dermed mindre aktive enn de andre. Dermed blir punktet i kjernen av de fire firkantene seende mer mørkt og mindre hvitt ut, og vi persiperer de illusoriske flekkene.