Les réflexes lumineux direct et consensuel reposent tous deux sur une voie neuronale similaire. Les signaux afférents passent séquentiellement : rétine - nerf optique - chiasme optique - tractus optique. Une minorité de fibres du tractus optique passe dans les noyaux prétectaux situés entre la limite rostrale du mésencéphale et la limite caudale de l'épithalamus. Deux voies efférentes partent des noyaux prétectaux :
- une liaison via la commissure postérieure vers le noyau prétectal controlatéral - ce qui permet la bilatéralité de la réponse consensuelle
- une voie directe vers les noyaux parasympathiques d'Edinger Westphal.
À partir du noyau d'Edinger Westphal, les fibres préganglionnaires accompagnent le nerf oculomoteur jusqu'au ganglion ciliaire, puis, sous forme de fibres postganglionnaires, jusqu'au corps ciliaire - qui élargit le cristallin - et à la pupille constrictrice de l'iris.
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