Les cellules photoréceptrices de nos rétines (les bâtonnets et les cônes) reçoivent de la lumière et la transforment en un signal neural. Mais ils ne peuvent pas transmettre d’images directement au cerveau parce que nous avons 120 millions de cellules photoréceptrices et seulement 1 million de fibres nerveuses optiques. La rétine doit coder et simplifier l’information visuelle, et dans un sens très réel, nous commençons à penser à ce que nous voyons à l’intérieur de l’œil. La rétine est embryonnairement cérébrale, et les cellules rétiniennes traitent les signaux des photorécepteurs pour reconnaître le contraste et fixer les limites lumière-obscurité. Cette information codifiée, telle que les bords des objets ou des visages, permet au cerveau de reconstruire un monde visuel.

Où se situe la couleur dans ce système? Les humains peuvent voir une large gamme de couleurs parce que nous avons trois types différents de cellules photoréceptrices coniques.

• Les cellules de tige sont sensibles seulement à la lumière tamisée et servent notre vision nocturne sans voir la couleur. Les cônes fonctionnent sur une large gamme de lumière plus claire, et chacun de nos types de cônes est principalement sensible à la lumière bleue, rouge ou verte. Cependant, même si différentes couleurs produisent un motif différent de stimulation entre les trois cônes, la reconnaissance des couleurs n’est pas si simple. Comme le circuit inné dans la rétine est câblé pour les comparaisons et le contraste, les couleurs doivent également être analysées de cette façon. La rétine compare réellement la quantité de bleu avec le jaune, et la rouge avec la vert, et c’est l’équilibre de ces comparaisons (plutôt que la longueur d’onde absolue) qui permet finalement au cerveau de reconnaître une sensation de couleur. Et il y a un autre problème. Bien que les couleurs soient analysées par des comparaisons bleu-jaune et rouge-vert, les circuits de base qui identifient les arêtes, la forme, le mouvement et la profondeur ne répondent qu’aux changements de luminosité.

Ces discriminations sont daltoniennes, et la sensation de couleur se superpose plus tard dans le cerveau à une image « noire et blanche » du monde.