一些细小的差别。或者，如另一种解释所言，我们在寻找视觉图象时，经常会以“预注意”过程来进行，即与总体的图象相关的自动过程，可是，如果这个不行，我们就转移到“集中的注意力”上来，并有意识地寻找要找的这个东西细小的区别性特征。
——1954年，俄勒岗大学的弗雷德·阿特尼夫请一些受试者用10个点来表示一些图形，他们倾向于把这些点放在一些使轮廓的方向转变最明显的地方。阿特尼夫的结论是，我们辨认模式的一个方法是通过对其“变化点”的分析进行的。他还画了一些图，这些图与现实中的实物相比已经做了极大的简化，是从一个变化点向另一个变化点来画直线的。尽管这使曲线变成直线，可是，图形还是立即能够辨认出来，如在下列中：
——懂技巧的阅读者把词汇当作一个整体看，而不去一个字母一个字母地辨认，而刚开始读书的人却是一个字母一个字母地看的。可是，哪怕是在快速的阅读中，还是有很多高速特征检测活动在进行着，如由艾林娜·J·吉布森（上述提及的詹姆斯·吉布森的妻子）和同事60年代在康奈尔大学进行的一些实验所显示的一样。他们生造了一大批根本不存在的单音节，其中一些符合英语拼音规则，因此是有可能发音的（“glurck，”“clerft”），然后把辅音组调来调去以生造另外一些音节，虽然字母是同一些，可违反了发育规则，因此无法发音（“rckugl，”“ftercl”）。当有技巧的阅读者在快速实体镜中看到这些词时，他们辨别合法组合比非法组合容易得多，尽管这些字母组都是不认识的词。一种可能的解释是，他们自己给这个词发音，因而更有可能将可发音的一些音节放入短时记忆中，而不可发音的音节就不行。可是，吉布森在加罗戴学院的聋哑儿童中进行试验，因为他们从来没有听到过人念单词，她得到的结果还是一样的。这只能意味着，在感知一个假词时，阅读者区分了这些字母，并且立即辨认出，哪些组遵守了合法的英语拼写模式规则，哪些没有。
－－在50年代晚期和60年代早期，欧文·罗克，一位后来成了知觉研究领袖人物的心理学家给受试者看一个倾斜了45度的方框，然后问他们说看上去像什么；他们说像钻石。然后，他让这些受试者也倾斜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。