Le cortex visuel, situé vers la face postérieure du cerveau, possède de nombreuses cellules spécialisées qui contribuent à la perception des stimuli visuels. Certains de ces neurones spécialisés sont appelés cellules complexes. Ces cellules se trouvent dans trois zones de la plus grande partie du cerveau, appelée le cerveau. Les trois zones sont connues sous le nom de cortex visuel primaire et secondaire, et une autre région voisine appelée zone de Brodmann 19, qui sont toutes situées vers l’arrière du cerveau.
Les cellules complexes semblent jouer un rôle important dans la reconnaissance d’objets, en particulier lorsqu’elles sont situées dans la zone Brodmann 19. Cette zone semble être le point où les signaux visuels bifurquent vers les voies « quoi » et « où ». La première voie détermine quels objets sont regardés, et la seconde détermine où ils se trouvent dans l’espace. Ces cellules spécialisées semblent aider le cerveau à décider ce qu’est un objet en fournissant des informations sur les lignes qui le composent.
Dans le système visuel, des cellules complexes sont impliquées dans la reconnaissance des limites et des contours. Des cellules spécifiques répondront à des orientations spécifiques de lignes. Un type cellulaire apparenté, connu sous le nom de cellules simples, répondra également de cette manière.
Les cellules complexes, contrairement aux cellules simples, n’exigent pas que ces lignes se trouvent à un point spécifique de l’espace. Ils répondront aux orientations des lignes n’importe où dans leur grand champ récepteur, quel que soit leur emplacement exact. Conformément au besoin d’orientations spécifiques pour s’activer, certaines de ces cellules se déclenchent lorsqu’elles détectent un mouvement directionnel.
Le contraste entre les régions de lumière et d’obscurité, tel que vu par les cellules visuelles de l’œil, est nécessaire pour que ces cellules déterminent l’orientation des lignes. Les bâtonnets et les cônes envoient des informations sur les limites entre la lumière et l’obscurité à de simples cellules, qui les interprètent comme des bords. Les cellules simples indiquent ensuite aux cellules complexes de petites portions de ces bords, et les cellules complexes additionnent ces informations pour créer une conception plus large des bords ou des contours des formes.
La façon dont le système visuel est disposé implique que plusieurs cellules simples reçoivent d’abord une entrée visuelle. Des lignes dans une certaine orientation et apparaissant à un endroit précis dans le champ récepteur d’une cellule la feront se déclencher. Les champs récepteurs sont les régions exactes dans lesquelles les cellules visuelles détectent les stimuli. Par exemple, les cellules simples ne répondent qu’aux contours détectés à l’intérieur de leur champ spécifique. Des stimuli en dehors du champ récepteur entraîneront une inhibition par les cellules voisines.
Après avoir été activées par une orientation donnée, les cellules simples relaient cette information à un plus petit nombre de cellules complexes via des entrées convergentes. Ces cellules intègrent les informations qu’elles reçoivent et les envoient à d’autres zones visuelles pour un traitement ultérieur. D’autres processus tels que la mémoire visuelle et la reconnaissance de forme peuvent nécessiter une entrée de ces cellules, selon la zone dans laquelle elles se trouvent.