Näkökokemus alkaa siitä, kun maailman fotonit osuvat silmämme linssiin ja keskittyvät pieneen valonreseptiivisten solujen laikkaan silmän osassa, jota kutsutaan verkkokalvoksi. Näitä soluja on kahta tyyppiä – sauvat ja kartiot. Kartiot on tarkoitettu värien havaitsemiseen, ne toimivat hyvin kirkkaassa valossa, ja sauvat ovat herkempiä, mutta myös värisokeita. Ihmisillä on noin 125 miljoonaa sauvasolua ja 6 miljoonaa kartiosolua. Joillakin lajeilla on paljon enemmän sauvoja, erityisesti niitä, jotka ovat sopeutuneet elämään yöllä. Joillakin pöllöillä on yönäkö 100 kertaa terävämpi kuin näky, johon olemme tottuneet.
Vavat ja kartiot suorittavat valonsiirto -toiminnon, joka tarkoittaa yksinkertaisesti tulevan valon muuttamista sähköisiksi signaaleiksi, jotka lähetetään aivoihin, jolloin näkö on mahdollista. Kaikki nämä solut sisältävät valoretseptoriproteiineja, joissa on erilaisia pigmenttimolekyylejä. Sauvoissa näitä kutsutaan rodopsiiniksi. Kartioista löytyy erilaisia pigmenttejä, joiden avulla silmä voi erottaa eri värit. Kun pigmenttiin liittyvä valo vaikuttaa valoreseptorisoluun, se lähettää signaalin valokuitua pitkin, muuten ei. Valoreseptorisolut ja näkökyky ovat erittäin vanhoja evoluutioinnovaatioita, jotka ovat peräisin yli 540 miljoonan vuoden takaa kambriumin ajalta.
Ihmisen verkkokalvolla on kaksi merkittävää rakenteellista ominaisuutta. Ensimmäinen on fovea, erittäin tiivistetty alue fotoretseptorisoluista, joka sijaitsee verkkokalvon keskellä. Solutiheys on täällä useita kertoja suurempi kuin kehällä, mikä selittää, miksi kun katsomme suoraan johonkin, se on paljon selkeämpää kuin katsoa sitä silmäkulmamme kautta.
Fovea on myös vastuussa käyttäytymismuutoksista, jotka saavat meidät nopeasti kääntämään päämme ja tuijottamaan jotain, jos se järkyttää meitä. Jos foveaa ei olisi olemassa ja valosäteilytiheys olisi tasainen verkkokalvon pinnalla, meidän ei tarvitsisi tehdä tätä – meidän tarvitsee vain kääntää päätämme hieman niin, että tapahtuma ainakin kuului näkökenttään . Foveal -alue on suhteellisen pieni osa näkökentästä, noin 10 astetta leveä.
Verkkokalvon toinen merkittävä rakenteellinen ominaisuus on sokea piste. Tässä valokuitu yhdistyy verkkokalvon takaosaan saadakseen visuaalista tietoa, mikä estää valoretseptorien olemassaolon pienessä paikassa. Aivomme täyttävät automaattisesti sokeat alueemme puolestamme, mutta erilaiset visuaaliset harjoitukset voivat todistaa sen olevan olemassa.
Kun valo on muunnettu sähköimpulsseiksi ja lähetetty valokuitua pitkin, se kulkee aina aivojen takaosaan (muutaman pysähdyksen jälkeen), jossa visuaalinen kuori sijaitsee. Visuaalisessa kuorissa ilmaisinsolujen hierarkia eristää visuaalisen datan hyödylliset laillisuudet ja hylkää tarpeettomat tiedot. Yksi solukerros tunnistaa esimerkiksi viivat ja käyrät.
Korkeampi kerros havaitsisi laillisuuksia, kuten liikettä ja 3D-muotoja. Korkein kerros on gestaltit – yleiset symbolit -, jotka ovat vastuussa näön tietoisesta kokemuksesta normaaleissa olosuhteissa. Visuaalinen kuori on yksi parhaiten ymmärretyistä kaikista aivojen alueista, ja sillä on laaja neurotieteellinen kirjallisuus.