Der visuelle Kortex, der sich auf der Rückseite des Großhirns befindet, hat viele spezialisierte Zellen, die zur Wahrnehmung visueller Reize beitragen. Einige dieser spezialisierten Neuronen werden als komplexe Zellen bezeichnet. Diese Zellen befinden sich in drei Bereichen des größten Teils des Gehirns, dem sogenannten Großhirn. Die drei Bereiche sind als primärer und sekundärer visueller Kortex bekannt, und eine weitere nahe gelegene Region namens Brodmann-Bereich 19, die sich alle auf der Rückseite des Großhirns befinden.
Komplexe Zellen scheinen eine wichtige Rolle bei der Objekterkennung zu spielen, insbesondere wenn sie sich im Brodmann-Areal 19 befinden. Dieses Gebiet scheint der Punkt zu sein, an dem visuelle Signale in die „Was“- und „Wo“-Wege abzweigen. Der erste Pfad bestimmt, welche Objekte betrachtet werden, und der zweite bestimmt, wo sie sich im Raum befinden. Diese spezialisierten Zellen scheinen dem Gehirn bei der Entscheidung zu helfen, was ein Objekt ist, indem sie Informationen über die Linien liefern, aus denen es besteht.
Im visuellen System sind komplexe Zellen an der Erkennung von Grenzen und Kanten beteiligt. Bestimmte Zellen reagieren auf bestimmte Ausrichtungen von Linien. Ein verwandter Zelltyp, bekannt als einfache Zellen, wird ebenfalls auf diese Weise reagieren.
Komplexe Zellen erfordern im Gegensatz zu einfachen Zellen nicht, dass sich diese Linien an einem bestimmten Punkt im Raum befinden. Sie reagieren auf Linienorientierungen überall in ihrem großen Empfangsfeld, unabhängig von ihrer genauen Position. Entsprechend der Notwendigkeit, bestimmte Ausrichtungen zu aktivieren, feuern einige dieser Zellen, wenn sie eine Richtungsbewegung erkennen.
Der Kontrast zwischen hellen und dunklen Bereichen, wie er von den Sehzellen des Auges gesehen wird, ist für diese Zellen erforderlich, um die Linienorientierung zu bestimmen. Stäbchen und Zapfen senden Informationen über Grenzen zwischen Licht und Dunkelheit an einfache Zellen, die sie als Kanten interpretieren. Einfache Zellen teilen dann komplexen Zellen kleine Teile dieser Kanten mit, und komplexe Zellen fassen diese Informationen zusammen, um eine größere Vorstellung von Kanten oder Umrissen von Formen zu erstellen.
Die Art und Weise, wie das visuelle System aufgebaut ist, beinhaltet mehrere einfache Zellen, die zuerst visuelle Eingaben erhalten. Linien in einer bestimmten Ausrichtung und an einer genauen Stelle im rezeptiven Feld einer Zelle führen zum Auslösen der Zelle. Aufnahmefelder sind die genauen Regionen, in denen Sehzellen Reize wahrnehmen. Einfache Zellen reagieren beispielsweise nur auf Kanten, die innerhalb ihres spezifischen Felds erkannt werden. Reize außerhalb des rezeptiven Feldes führen zu einer Hemmung durch benachbarte Zellen.
Nachdem sie durch eine gegebene Orientierung aktiviert wurden, leiten einfache Zellen diese Informationen durch konvergierende Eingaben an eine kleinere Anzahl komplexer Zellen weiter. Diese Zellen integrieren die empfangenen Informationen und senden sie zur weiteren Verarbeitung an andere visuelle Bereiche. Andere Prozesse wie das visuelle Gedächtnis und die Formerkennung können eine Eingabe von diesen Zellen erfordern, je nachdem, in welchem Bereich sie sich befinden.