Les messages visuels sont ensuite transmis de la rétine jusqu’au cerveau par le nerf optique (sous forme d’impulsions électriques).
Dans un premiers temps les informations visuelles provenant des deux yeux convergent en un point appelé chiasma optique. De Là, la moitié des fibres de chaque nerf change de direction. Ainsi les fibres nerveuses émanant des demi rétines droites et demi rétines gauches de chaque oeil se joignent pour composer un nouveau conduit, le tractus optique.

Les fibres nerveuses s’arrêtent ensuite au niveau de deux amas de neurones: les corps genouillés latéraux. Ce sont des intermédiaires qui trient plus finement les fibres nerveuses selon la zone visuelle qu'elles «couvrent». Un éventail de fibres nerveuses quitte par la suite chaque corps genouillé latéral pour rejoindre l'arrière du cerveau,au niveau du cortex visuel, situé dans la zone du lobe occipital. Il faut savoir que le cortex visuel occupe 15 % de la surface cérébrale et fait appel à quelques centaines de millions de neu­rones et leurs milliards de connexions…
 Ce cortex peut être décomposé en une trentaine de régions différentes ou aires corticales. Celles-ci travaillent ensemble de manière à éla­borer une image unique et nette. Mais seul la fonction de 5 d’entre elle est bien identifiée à l’heure actuelle :
        -La première, V1, est la plus importante,l'aire visuelle primaire. Après avoir reçu directement les informations brut de la rétine,V1 fait une première analyse(forme, couleur, mouve­ment)puis elle distribue ensuite ces informations, aux autres aires.
-La seconde, V2, percevant beaucoup d’informations de V1, les trie de façon encore plus fine.Elle s’occupe des contours(cercle,rectangle,ovale,etc.), l'orienta­tion (horizontale, verticale), les tex­tures (poli, bosselé, etc.)ainsi que les couleurs.
Par la suite les autres aires sont sollicitées, chacune dans sa spécialité :
-V3 analyse les formes en mouvement et apprécie les distances.
-V4 s'occupe du traitement des couleurs et des formes immobiles.
-V5(IT sur Schéma), elle, traite la perception des mouve­ments (direction et vitesse)...

A ce moment l’information visuelle se scinde en 2 :
Une partie se dirige vers le lobe temporal,en utilisant une voie central. Elle traite de l’identification des formes (contours et couleurs),elle permet donc normalement d’identifier objets et personnes.
L’autre partie prend une voie dorsale pour se rendre au lobe pariétal. Elle s’occupe de la localisation spatiale des objets et la coordination Vision /Motricité(déplacement, position et mouvement).

Interprétation de l’image par le cerveau selon Jack Cowan :

Selon Cowan, le cerveau et la rétine ne voient pas le monde de la même façon. Par exemple, Admettons que les neurones de l’aire visuelle v1 perçoivent une grille(Voir schéma). Le point A s’y repère facilement par ses coordonnés x et y. La rétine, elle, voit autre chose : la grille devient une sorte de drapeau japonais ; elle a subi une déformation due à la géométrie sphérique de la rétine. En termes savants, d’un monde cartésien, on est passé à un monde polaire. Dans la rétine, le point A ne se définit donc plus par les coordonnées x,y, mais par la longueur r du rayon et par l’angle α. Après  avoir développé un modèle de la vision par les neurones, Cowan lui a appliqué la transformation des coordonnées (x,y) en (r, α).

Mais,le cerveau n’est infaillible et il advient que l’interprétation faites par celui-ci soit ambiguë. En effet, une image, un objet, peut être compris de plusieurs manière…Dans ce cas,le cerveau communique une information fausse ou confuse sur l’identification de l’image/Objet. Cela s’explique par le faites qu’une image, un objet, contiennent des renseignements qui supposent deux interprétations différentes…Le cerveau ne peut donc choisir et saute continuellement d’une interprétation à une autre.Face à plusieurs images, l’œil n’en discerne souvent qu’une seul à la fois. Ces formes incroyables paraissent changer à vue d’œil. Les lignes et les ombres brouillent les formes et envoient au cerveau des messages si confus que celui-ci n’arrive pas à dire clairement ce que l’on voit et nous trompe.Le cerveau veut naturellement mettre un sens à toute chose, même là où il n'y en a pas. Alors, il en fait trop, amplifiant les contrastes, créant contours, couleurs, perspectives, reliefs, mouvements, en fonction de ce qu'il connaît.Ces «erreurs» d'interprétation sont à l’origine même du phénomènes des illusions d’optique .De plus, elles ne sont pas perçues de la même façon par chaque individu car nous n'avons pas tous le même vécu , ni les mêmes images en mémoire.

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