ในครึ่งหลังแห่งคริสต์ศตวรรษที่ 19 มีการตั้งทฤษฎีต่าง ๆ เกี่ยวกับการทำงานในระบบประสาทเช่น neuron doctrine และ functional specialization ซึ่งเป็นทฤษฎีที่กำหนดว่า นิวรอนเป็นหน่วยพื้นฐานของระบบประสาท และว่า เขตต่าง ๆ ของสมองมีหน้าที่ความชำนาญที่ต่าง ๆ กัน ตามลำดับทฤษฎีเหล่านี้ได้กลายเป็นหลักของศาสตร์ใหม่คือประสาทวิทยาศาสตร์ และเป็นหลักสนับสนุนการทำความเข้าใจของระบบสายตา

ในปี ค.ศ. 1810 ฟรานซ์ โจเซฟ กอลล์ ได้เสนอความคิดเป็นครั้งแรกว่า เปลือกสมองแบ่งออกโดยกิจเป็นคอร์เทกซ์ส่วนต่าง ๆ ที่เดี๋ยวนี้รู้กันว่ามีหน้าที่เกี่ยวกับ การรับรู้สัมผัส (คือ คอร์เทกซ์รับรู้ความรู้สึกทางกาย) การสั่งการเคลื่อนไหว (คือ คอร์เทกซ์สั่งการ) และการเห็น (คือ คอร์เทกซ์การเห็น)[7] และหลักฐานว่า สมองแบ่งออกโดยกิจเป็นเขตต่าง ๆ ก็เพิ่มพูนทวีคูณยิ่งขึ้นด้วยการค้นพบศูนย์ภาษาคือเขตโบรคา โดยพอล์ โบรคา ในปี ค.ศ. 1861 และการค้นพบคอร์เทกซ์สั่งการ (motor cortex) โดยกัสตาฟ ฟริตซ์ และเอดวา ฮิตซิก ในปี ค.ศ. 1871[7][8] ในปี ค.ศ. 1876 โดยใช้วิธีการทำลายส่วนในสมองและศึกษาผลที่ตามมา เดวิด เฟอร์ริเออร์ ได้เสนอว่า กิจหน้าที่ในการเห็นจำกัดอยู่ในสมองกลีบข้าง (parietal lobe)[8] แต่ในปี ค.ศ. 1881 เฮอร์แมนน์ มังค์ เสนอว่า การเห็นนั้นอยู่ในสมองกลีบท้ายทอย (occipital lobe) ซึ่งเป็นข้อเสนอที่สมบูรณ์แม่นยำกว่าของเฟอร์ริเออร์ คือ สมองกลีบท้ายทอยเป็นส่วนที่เดี๋ยวนี้รู้กันว่า เป็นที่อยู่ของคอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (primary visual cortex)[8]