Die Sehbahn ist das Nervennetzwerk, das das auf die Augen treffende Licht in Form von chemischen und elektrischen Informationen ins Gehirn leitet. Der Sehnerv überträgt Signale, die Farbe, Helligkeit und Bewegung anzeigen, von der Netzhaut zu einem Relaiszentrum im Mittelhirn, dem Thalamus. Von hier aus erreichen Neuronen den visuellen Kortex des Hinterhauptslappens des Gehirns, der eine neurale Karte oder ein Diagramm der Gesichtsfelder beider Augen zusammenstellt. Die primäre Aufgabe der Sehbahn, Lichtinformationen in ein Bild der Außenwelt umzuwandeln, wird durch Neuronen der Sehrinde moderiert.
Im Auge beginnt die Sehbahn, wenn das Licht durch Hornhaut, Pupille und Linse gelangt, wo es invertiert und auf die Netzhaut projiziert wird. Spezialisierte Zellen, sogenannte Photorezeptoren, umfassen die Netzhaut. Es gibt zwei Arten von Photorezeptorzellen in der Netzhaut von Säugetieren: Stäbchenzellen, die die relative Intensität des Lichts erkennen und am besten bei Dunkelheit funktionieren; und Zapfen, die farbempfindlich sind. Trifft Licht auf eine dieser Zellarten, gehen sie eine chemische Reaktion ein, die zu Signalen an die direkt dahinter liegenden Bipolarzellen führt.
Von der Netzhaut werden visuelle Informationen an die Bipolarzellen und dann an die Ganglienzellen des Sehnervs weitergegeben. Der Sehnerv, der an der Netzhaut beginnt, ist der einzige Sehweg zum Gehirn. Lichtinformationen werden als elektrisches Aktionspotential durch die Neuronen übertragen. Diese Nerven stellen die Wellenlänge des Lichts als Farbe und seine Intensität als Helligkeit dar und übermitteln diese Informationen über einen speziellen Code an das Gehirn.
Die beiden Bahnen des Sehnervs – einer von jedem Auge – kreuzen sich, bevor sie in das Gehirn eintreten. Der rechte und der linke Sehtrakt, der von den Augen kommt, gehen zur linken bzw. rechten Hemisphäre des Gehirns. Ein kleines Bündel von Neuronen folgt einem separaten visuellen Pfad, um Informationen über Hell und Dunkel an die neuralen Regionen zu übermitteln, die den zirkadianen Rhythmus des Körpers, einschließlich Schlaf- und Wachmuster, regulieren. Die Mehrheit der Nerven in der Sehbahn führt zum Thalamus im Mittelhirn, wo alle visuellen Informationen sortiert und dann an die Großhirnrinde weitergeleitet werden.
Der visuelle Kortex ist eine sehr große Region des Gehirns, die einen Großteil des Okzipitallappens einnimmt. Hier sind viele Neuronen hoch spezialisiert, um nur dann zu signalisieren, wenn ein Objekt mit einer bestimmten Farbe, einem bestimmten Winkel oder einer bestimmten Position im Gesichtsfeld der Augen gesehen wird. Das gesamte Feld beider Augen wird im Kortex als große Karte dargestellt, die aus diesen spezialisierten Zellen besteht, die zusammen angeordnet sind, wo die durch die Sehbahn übermittelten Informationen aussortiert und organisiert werden. Die Objekterkennung und die vielen komplexen Aspekte der bewussten visuellen Wahrnehmung sind weit über das Gehirn verteilt.