Informasjonsflyten fra øyet til hjernen

Funksjonen til vårt visuelle system er å omdanne lys til nevrale signaler. Lyset (fotonene) kommer inn gjennom pupillen og linsen fokuserer bildet på retina (netthinna). Retina er et nevralt vev på baksiden av øyeeplet som består av flere ulike lag. Fremst gangliceller, videre bipolar- og horizontalceller. De cellene som responderer direkte på lys (fotoreseptorene) ligger bakerst. Lyset må altså passere alle de andre lagene for å komme til fotoreseptorene, men dette er uproblematisk ettersom de fleste av disse lagene er transparente. 

Vi har to typer fotoreseptorer, staver og tapper. Stavene er mest lyssensitive og de fleste av disse befinner seg i perifere retina. Disse fungerer best i veldig dimmet belysning og utgjør nattsynet vårt. Tappene er det flest av i midten av synsfeltet (fovea) og disse utgjør vårt detaljsyn. Fovea er området midt i synsfeltet og det er her synsskarpheten er best. 

Begge fotoreseptorene inneholder lysabsorberende kjemikalier, pigmenter som produserer et nevralt signal i respons til lys. Signalet sendes forover i retina, via horizontal- og bipolarcellene til ganglicellene. Aksonene av ganglicellen danner den optiske nerven og sender signalet videre til hjernen via den optiske nerven.

De fleste av oss har tre ulike typer tapper som responderer til et ulikt spekter av synlige bølgelengder. Det nevrale signalet er binært, som vil si at enten så fyrer et nevron eller så fyrer det ikke. Nevronet bærer ikke selv informasjon om fargen på lyset, fargen er indikert av hvilken celle som fyrer og frekvensen av denne fyringen. Vi har kun en type staver og kan dermed ikke skille farger i veldig dimmet belysning. 

Området hvor den optiske nerven kommer ut av øyet kalles optisk disk. Det er ingen fotoreseptorer i optisk disk og vi kan dermed ikke se med den delen av øyet. Dette området blir omtalt som den blinde flekken eller "blind spot". 

De optiske nervene fra begge øynene kommer ut av sine optiske disker og krysser hverandre i optic chiasm, like forann hypofysen. I optic chiasm gjennomgår noen av aksonene fra de to nervebanene "decussation" som vil si at de bytter sider for å tillate krysset behandling av visuell informasjon. Når noen av aksonene bytter sider vil den venstre halvdelen av synsfeltet oppfattes av den høyre hemisfæren og motsatt. 

Veien videre går til optic tract og de aller fleste nervefibrene i optic tract går videre til lateral geniculate nucleus (LGN) som ligger i thalamus. Cellene i LGN reiser deretter videre til primær visuell cortex, også kalt striaten eller V1 som ligger i den posteriore delen av hjernens occipitallapp. Det er her hjernen starter prosessen med å gjeninnføre bildet fra cellene i retina. Analysen av visuelle stimuli i V1 fortsetter videre gjennom to store kortikale systemer for videre behandling av visuell informasjon. Den første er den ventrale veien som strekker seg til temporallappen og er knyttet til gjenkjennelse av objekter. Den andre er den dorsale veien som strekker seg til parietallappen og er avgjørende i lokalisering av gjenstander. Disse er også omtalt som hva- og hvor-systemet.