Todas as informações visuais que a mente humana recebe são processadas por uma parte do cérebro conhecida como córtex visual. O córtex visual faz parte da camada mais externa do cérebro, o córtex, e está localizado no polo dorsal do lobo occipital; de forma mais simples, na parte inferior traseira do cérebro. O córtex visual obtém suas informações através de projeções que se estendem por todo o cérebro a partir dos globos oculares. As projeções passam primeiro por um ponto de parada no meio do cérebro, um nódulo amendoado conhecido como Núcleo Geniculado Lateral (LGN). A partir daí, eles são projetados no córtex visual para processamento.
O córtex visual é dividido em cinco áreas, denominadas V1, V2, V3, V4 e MT, que ocasionalmente são chamadas de V5. V1, às vezes chamado de córtex estriado por causa de sua aparência listrada quando tingido e colocado ao microscópio, é de longe o maior e mais importante. Às vezes, é chamado de córtex visual primário ou área 17. As outras áreas visuais são chamadas de córtex extrastrado. V1 é uma das áreas mais extensivamente estudadas e compreendidas do cérebro humano.
V1 é uma camada cerebral de aproximadamente 2 mm de espessura com aproximadamente a área de um cartão de índice. Por ser amassado, seu volume é de apenas alguns centímetros cúbicos. Os neurônios da V1 são organizados em nível local e global, com esquemas de organização horizontal e vertical. Variáveis relevantes a serem abstraídas dos dados sensoriais brutos incluem cor, forma, tamanho, movimento, orientação e outras mais sutis. A natureza paralela da computação no cérebro humano significa que existem determinadas células ativadas pela presença da cor A, outras ativadas pela cor B e assim por diante.
O protocolo organizacional mais óbvio da V1 é o das camadas horizontais. Existem seis camadas principais, rotuladas com algarismos romanos como I a VI. Eu sou a camada mais externa, mais distante dos globos oculares e do LGN, consequentemente recebendo o menor número de projeções diretas contendo dados visuais. Os feixes de nervos mais espessos do LGN são projetados nas camadas V e VI, que contêm nervos que se projetam de volta no LGN, formando um loop de feedback. O feedback entre o remetente dos dados visuais (LGN) e seu processador (V1) é útil para esclarecer a natureza dos dados sensoriais ambíguos.
Dados sensoriais brutos vêm dos olhos como um conjunto de disparos de nervos chamado mapa retinotópico. A primeira série de neurônios é projetada para realizar análises relativamente elementares dos dados sensoriais – uma coleção de neurônios projetados para detectar linhas verticais pode ser ativada quando um limiar crítico de “pixels” visuais se provar configurado em um padrão vertical. Processadores de nível superior tomam suas “decisões” com base em dados pré-processados de outros neurônios; por exemplo, uma coleção de neurônios projetados para detectar a velocidade de um objeto pode depender de informações de neurônios projetados para detectar objetos como entidades separadas de seus antecedentes.
Outro esquema organizacional é a arquitetura neural vertical ou colunar. Uma coluna se estende por todas as camadas horizontais e geralmente consiste em neurônios que possuem semelhanças funcionais (“neurônios que disparam juntos, se conectam”) e pontos comuns em seus vieses. Por exemplo, uma coluna pode aceitar informações exclusivamente do globo ocular direito e a outra da esquerda. As colunas geralmente possuem subcolunas, chamadas macrocolunas e microcolunas, respectivamente. As microcolunas podem ser tão pequenas que contêm apenas uma centena de neurônios individuais.
Estudar os detalhes do processamento de informações no cérebro humano é difícil por causa da maneira complexa, ad hoc e aparentemente confusa em que os cérebros primatas evoluíram, bem como da natureza complexa que qualquer cérebro certamente exibirá em virtude de sua enorme tarefa. A lesão seletiva do córtex visual em animais é historicamente uma das maneiras mais produtivas (e controversas) de investigar o funcionamento neural, mas nos últimos tempos os cientistas desenvolveram ferramentas para desativar ou ativar seletivamente áreas cerebrais específicas sem prejudicá-las. A resolução dos dispositivos de varredura cerebral está aumentando exponencialmente, e os algoritmos estão aumentando em sofisticação para lidar com o fluxo de dados característicos das ciências cognitivas. Não é implausível sugerir que um dia seremos capazes de entender o córtex visual em sua totalidade.