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谜庑┦苁哉咭睬阈�45度，使图象在他们的视网膜上呈方框图形。可是，他们是在一间屋子里，在屋子的参照下，知道哪一个被倾斜了。有了这两个信息来源，经过大脑的处理以后，使他们还是把方框看成一块钻石。这个简单的实验极大地影响了罗克对于知觉的认识，并使他得出结论说，除非知觉现象在一个心理视点上经过了分析，否则，在一个神经生理学的水平上来做这个工作是不成熟的。
可是，从40年代起至以后，神经生理学家们已经得出了有关视知觉的大量发现，这些发现对认知学家们也同样有着重大的意义。早在30年代，他们就已经能够记录小组神经细胞的电活动了，到40年代，实验室研究者们已经完善了装有电极的玻璃探针，其程度如此之精细——其顶端细如发丝，其直径兴许只有千分之一厘米——它们可以插入视网膜的单个细胞、膝状关节或者经局面部麻醉后插入猫或者猴子的视皮层里面去。有了这种仪器，研究者们就可以观察单个细胞在给动物照光或者进行其它显示时的电子释放情况。
这种技术给外形知觉带来了历史性的发现。50年代晚期，哈佛医学院的两位极聪明的神经生理学家大卫·胡贝尔和托恩斯顿·威塞尔测试了猫的视皮层细胞反应。他们把微电极埋在猫的视皮层中的细胞里，尽管他们不能选择某个特定的细胞，可是，他们可以把电极以大约正确的方式插在它们大约正确的地方，因此可以了解它们到达了什么地方。威塞尔有一次把这个过程比作用牙签在碗里刺樱桃。你可能不知道要刺中哪一只，可你知道一定会刺中一个。研究者在屏幕上打出一阵光或者一些光栅或者其它图形时，猫会用带子束好。把猫的头用东西固定好，研究者们就可以知道视网膜上的哪一个部分是图象落在上面的地方，并把这个与被刺进的皮层区域进行连接。通过放大器和扬声器，他们可以听到细胞启动的声音。安静的时候，细胞每秒可能会发出几声“卟卟’声，可是，当它受到刺激时，它会以每秒50或100个卟卟声不停地响。
由于视网膜和皮层都有比较复杂的结构，发现哪些细胞，在什么地方和在皮层的哪一层对来自视网膜的不同区域的信息产生反应，是一件极费耐心的事情。1958年的一天，这项令人极为痛苦的精细工作终于得出了令人惊讶和半是偶然的结果。胡贝尔和威塞尔已经把一根电极插在一个细胞里面了，可是，在几个小时的时间里，它并不能引发快速的启动。如胡贝尔几年以前回忆的：
为了让细胞启动起来，除了用脚踩我们自己的头以外，我们尝试过了无数的办法。（不时会有一阵间歇性的响动，因为大部分皮层细胞都会这样，可是，我们花了很多时间来证明，是我们施加的刺激引发这些活动的。）为了刺激细胞，我们使用的大部分都是白色和黑色的圆点。可是，在5个小时的斗争之后，我们突然产生了一个印象，上面带有「黑」点的玻璃偶尔会产生一种反应，可是，这种反应好像与这个点没有什么关系。最终，我们想到这一点了：在我们把幻灯片插入槽中时，是玻璃＇幻灯＇片边子上很尖锐但又很模糊的阴影在作怪。我们很快使自己相信，这条边只有在其阴影扫过视网膜上一个较小的部分时才起作用，扫描时应该让边子对着某个特定的方向才行。
简而言之，细胞对一个横向的线或者边有强烈反应，但对一个点、一条斜线或者一条竖线只有非常微弱的反应，或者根本就没有反应。
胡贝尔和威塞尔（及其他研究人员）继续表明，有些其它的细胞对某些处在一个角度上的线条、或者对垂直线条或者对直角或者对明显的边际都有特别的反应（在这里，一个物体与其周围的东西有一种对比）。很明显，视皮层的细胞是非常专业化的，它们只对视网膜上的图象的某些特定的细节有反应。胡贝尔和威塞尔为这项研究，以及其它相关的大脑研究而获得了1981年的诺贝尔奖。
有可能通过一个简单的试验来体验一个人自己的线条检测器神经元。支起这本书来，看着下面三个图案，然后慢慢朝后退。约在6英尺远的地方，你仍然能看见竖线和横线，可是，中间圆里的横线会成为一块模糊的灰色。知觉研究者把这叫做“斜线效应”。
有趣的是，尽管这是生理学上的，可有一部分也是后天学习得来的。在1970年进行的一项实验中，把一窝猫放在一个竖直的笼子里面养着，里面贴满竖条，从不让它们看见横条。5个月后，当对它们进行视力测试时，它们看不见横条或者横向的物体。神经学解释是，对横向线条作出反应的皮层细胞在小猫早年生活的阶段停止了发育。同样地，在城市长大的人在童年早期看见坚线和横线的机会多些，而看见其它方向线条的机会相对就少些，因而，他们对前者的反应就灵敏一些。一个研究小组对一组在城市长大的大学生，和一组在传统的帐逢和房屋里长大，很少看见横向和竖向线条的克里印第安人进行测试。在城市长大的大学生表现出了斜线效应，而克里人却没有。
固定不变地看着下面这个图案的中心，也可以体验你的视网膜上竖直、横向和斜向检测器细胞的专业性：
你看到的旋转和抖动，也许是因为，当你看着中心时，不同角度的光线都靠得很近，眼睛不断的移动使视网膜上的图象从一种角度的线条跳到另一根线条上，从而发出一大堆信号，使专业化的、有方向性的敏度皮层接受器产生了混乱。
微电极法使神经生理学家们能够解释视皮层的建筑——神经元是竖向排列着的，一栏里面约有100个，而且分层排列，一层层地穿过各栏——并能测量视皮层里面每一个部分的神经元对广泛刺激的反应。结果，人们得出了视皮层各个不同部分的不同细胞详细的图景，它们如何区分各种外形，亮度、色彩、运动和深度提示的对比。极为复杂的神经元对神经元，神经栏对神经栏的突触连接，把所有这些细胞的反应连接起来，给大脑提供视网膜上的图象这样一个复杂的编码信息。
这个集中起来的信息是在什么地方和怎样被思维“看见”的，这一点尚不太清楚，不过，从认知型知觉研究中可以明显地看出，视觉皮层专业化的反应不是最终的产品，至少在人类中不是如此。在简单动物中，神经反应也许足以产生合适的行动（要么逃跑，要么攻击）。在人类当中，神经信息经常是毫无意义的，除非这些信息得到认知过程的解释。在错觉三角形的例子中，观察者的思维，而不是皮层细胞，可以提供这个图象缺少的部分。其它许多不完整或者降级的图象也是这样的，观察者有意识地唤起较高级的心理过程，填入缺损的部分，然后看到一个根本就不在那里的东西。这里有一个例子：
一开始，大部分人会把这个图案看作一个毫无意义的黑块排列。反向的白色部分和里面藏着的那个字是怎样看出来的，这一点尚不清楚，可是，一旦看出来以后，思维几乎就再也不能认为这个图形是一些无意义的黑块了。
察看运动
把眼睛当作照相机这个比喻的意思是，我们是以快门的方式来观察事物的，可是，我们的视觉经验是一种不间断运动的体验。的确，通过环境和环境中移动的物体来感知我们的运动，这是观察当中最为重要的一个方面。没有运动知觉的视力几乎是无价值的，也许比没有视力还要糟。这可以从1983年《大脑》期刊报道的一例罕见的个案中看出来。
病人是位妇女，因为严重的头疼、晕眩、恶心，最严重的是失去了运动感，这使她处处不便，因而住院。做脑电图和其它体检显示，她主要的视觉接受区域外的大脑皮层的一个部分有损伤，这个区域已知是对运动感觉至关重要的。报告摘抄如下：
（她）失去了所有三个层面的运动视觉。比如，倒茶和咖啡时都有问题，因为这些液体看上去都像结了冰，就像一层冰块。另外，她也掌握不了倒水的时间，因为水快要倒满时，她不能够感知杯子（或壶）里面的运动……在有别人走动的屋子里，她感觉很不安全，很不舒服，而且很快就离开房间，因为“人们很快地走到这里或者那里，可是，我看不见他们的移动”……她不敢走过街道，因为她无法判断车辆的速度，可是，她可以很轻松地看到汽车本身。“当我首先看到车辆的时候，它好像在很远的地方。然后，当我准备穿过街道时，汽车突然就在很近的地方。”
哪怕没有这些证据，我们都可以判断出，运动视觉是极为重要的。我们对自身移动的感觉指导我们在环境中走动；对向我们移动而来的物体的感觉，使我们能够避开危险；我们对手的移动的感觉，给我们提供对何时伸向物体或者做一些精细手工活至关重要的数据；站着的时候，对我们身体精细运动的感觉使我们知道挥舞双手或者不要失去平衡。（如果你双脚并在一起站着，然后闭上眼睛，你会发现很难站得极稳。）
在过去的半个世纪里，很多对动知觉的研究都是处理外部的变量的：移动物体的大小、速度、位置和其它特点是如何影响它们在我们看上去的样子的。这样一些研究与心理物理学是差不多的：它获取一些客观数据，但对于经验的内部过程却只字不提。尽管如此，它提供了这些过程的重要提示，一方面是天生的神经过程，另一方面是获取的认知过程。
一项有关天生的低水平过程典型的发现：研究者在婴儿面前把一个阴影或者盒子样的图象打在屏幕上，然后让阴影或者图象快速地扩张。当图象扩大时，婴儿朝后靠一靠，就好像要避免被撞上一样。这个反应不是经验的作用，一个从没有被快速接近的物体撞上过的新生儿会以这种方式作出反应，就跟许多没有经验和新生的动物一样。这种对“快速放大”的物体作出的避开姿势，很明显就是一种保护性的反射，它是通过进化传达给我们的；一个快速接近我们的物体的视觉图象会触发回避的行为，它不涉及到任何更高的精神过程。
有关获取的高级过程的典型发现是：1974年，心理学家戴维·李和埃里克·阿伦森做了一个没有地板的小房间，它可以通过一块不能移动的地板从这里或者那边溜过去。当他们把一位13一16个月大的、刚刚学会走路的婴儿放在里面，然后偷偷把这个房间朝着婴儿面对的方向溜过去时，也就是说，从孩子面前溜走——这个孩子会向前扑过去，或者跌倒；如果他们把房间朝另外一个方向溜过去，孩子会朝后跌倒。这个解释是，当墙壁移走时，孩子感觉到，好象他或者她在朝后倒，因此自动地通过向前倾倒而加以补偿，反过来亦是一样。这好像是一种获取的行为。孩子在开始走路时，会学会使用“光学流动”信息。（光学流动是我们移动时反映在我们视野范围内的任何东西的移动。比如，当我们走向某个点时，其周围的任何东西会向外扩大，直到视野的尽头。）
这些，以及其它一些有成果的移动知觉研究，把长期以来认为眼睛是照相机的这个观点里更多的缺陷暴露了出来。其中一种缺陷是，尽管眼睛没有快门，可是，移动的物体并不会引起模糊，如我们在照相时，照相机在曝光时的移动并不会使我们看到一个模糊的东西。相应地，很多对移动感觉的研究已经在寻找发现为什么没有模糊的原因。一种不断得到同意的假设是以乌尔里克·赖塞尔和其它一些人的研究为基础的，即，当我们看到一个图象通过速转实体镜在屏幕上闪动哪怕多少分之一秒时，我们事后可以在思想里面粗略地看到它。1967年，赖塞使用“图标”这个词来形容这个非常短暂的视觉记忆，他测量它的持续约为半秒钟（后来的研究报告说只有四分之一秒）到2秒，并发现，如果新的模式在它完全消失以前出现的话，它就会被擦掉。其它一些视觉研究者们因此而认为，由于眼睛扫过视野或者以一系列叫做“飞速扫视”的跳跃方式跟踪物体，它在物体移动时什么也看不到，可是，在每一次短暂停留时，它会发出一个图标式的快照给大脑。这些快照都汇集在一起，变成了一种运动知觉，有点像看电影。
这种假设在70年代和80年代早期被广为接受。可是，一些处于先进行列的调查者开始怀疑，图标只是在不自然的实验室条件下观察到的，它不一定存在于正常的知觉之中。果真如此，有关移动知觉的飞速扫视——图标假设就会崩溃。拉尔夫·哈伯是这样看的：
在自然状态下是没有这样一些表现的，除非你想在闪电中阅读。没有自然的一种情形是视网膜可以在约四分之一秒的时间里受到静态刺激的，因为它的前后都是一片黑除……从来没有一个固定的、像快照一样的视网膜图象固定在时空中，而只有持续变化着的图象……图标是在实验室里诞生的，且只存在于实验室，而不可能存在于别的任何地方。
眼睛的屏幕不是一种感光剂，它上面移动的图象并不是以静止物的形式被捕获而不模糊的。反过来，视网膜是一种由成百万接收器构成的组织，当受到刺激的时候，每一个接收器每一秒钟启动的次数有好多次。当一个图象在视网膜上通过时，从一连串接收器上产生的连续脉冲流会向前进入视觉皮层。没有模糊不清的地方，因为这个系统生成的不是一连串静止的东西，而是一种不间断的、不断变化的信息之流。
的确，仅只在30年前才有的一项有关移动知觉问题的戏剧性发现是，视网膜和视觉皮层里的有些神经元会对移动作出反应，可是，其它的许多神经元却不会有反应。移动的检测在单细胞水平上开始。这个古老的进化性发展有助于一些猎物避免被吃掉，也有助于一些捕食者发现和抓住猎物。一只青蛙会有效地捕捉住任何小的移动物体，不过，如果只给它喂死苍蝇或者死虫子，它就会饿死，因为它不会认为这些死东西是食物。其它许多简单动物显示了相类似的行为。青蛙的视网膜和大脑明显具有一些可以对移动（和大小）作出反应的神经元，这种能力具有比视觉方面意义更大的生存价值。
在60年代和70年代，胡贝尔和威塞尔及其它人都显示了移动知觉器的存在。他们显示，当他们利用电极法记录老鼠和猴子的单细胞的活动时，视网膜和视觉皮层中的某些细胞，而且只有这些细胞，会对移动作出强烈反应。事实上，有些只对一种方向上的移动作出反应，有些对另一方向上的移动作出反应。
其他一些调查者通过完全不同的方法确证了这一点。1963年，罗伯特·塞库拉及一位同事将一只向上移动的栅栏投影，他们确立了人类受试者可以看见物体移动的临界值（最低速度），然后让每位受试者稳定地看着移动的物体。几分钟以后，受试者在栅栏以原来的临界速度慢慢走动时再也不能看见它移动了，不过，如果速度提高一倍，他们仍然能够看见它移动，而且还能够在更慢的速度上看见它向下移动。结果表明，有向上移动的检测器，它已经疲倦了，还有向下移动的检测器，而这些检测器却没有疲倦。比较结果以相反的方式得到，受试者这时候观察一个向下移动的栅栏有好几分钟。
我们大多数人都经历过移动检测器疲倦而不知道它的神经元基础。如果我们盯着一道瀑布长时间地看（或者其它长时间连续移动的物体，如生产流水线），然后扭过头去，我们会看见向相反方向的移动错觉。以高速对一个方向上的移动作出反应的细胞会暂时疲倦，而且不再产生反应，这时，对向另一个方向的移动产生反应的细胞却会不断地以其正常的低水平这样做，并以它们喜欢的方向临时产生一个移动感觉。
然而，这些都没有解释清楚其它两种移动知觉的未解之谜。如果我们移动眼睛或者头脑去追随一只飞鸟，或者其它移动的物体，我们会感觉到移动，哪怕这个图象在视网膜的中心保持不动。反过来，如果我们移动眼睛，图象会扫过视网膜，可是，我们会看到一个静止的世界。
那么，一定就是一些其它的信息来源来确认或者纠正来自视网膜的信息。自上个世纪以来，已经提出了两种可能性：要么大脑向眼睛和头脑发出了移动命令，以便使一个移动物体的图象保持在视网膜中心位置，要么眼睛和头的移动本身延缓进入视觉皮层，并在那里被解释为这个物体的移动。同样，当我们扫瞄一个静止的背景时，要么是大脑的命令，要么是眼睛的移动在向视觉皮层发出信号，以使它把移动视网膜图象当作一个末移动场景的图象。
这个问题尚没有得到解决，用动物进行的实验室实验为每种理论提供了一些�