Οι φωτοϋποδοχείς είναι νευρικά κύτταρα που έχουν σχεδιαστεί για να είναι ευαίσθητα στο φως. Αυτά τα κύτταρα βρίσκονται στο μάτι, επιτρέποντας σε έναν οργανισμό να δει και η διαδικασία μέσω της οποίας λειτουργούν είναι πολύπλοκη και αρκετά συναρπαστική. Υπάρχουν τρεις τύποι φωτοϋποδοχέων: ράβδοι, κώνοι και φωτοευαίσθητα γαγγλιακά κύτταρα, και το καθένα παίζει ξεχωριστό ρόλο στην όραση.
Όταν ένας φωτοϋποδοχέας εκτίθεται στο φως, οι φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες στον νευρώνα διεγείρονται, πυροδοτώντας μια σειρά αποκρίσεων που μετατρέπουν το φως σε σήμα που μπορεί να διαβαστεί από τον εγκέφαλο. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε κλάσματα του δευτερολέπτου, επιτρέποντας σε έναν φωτοϋποδοχέα να παρέχει συνεχείς πληροφορίες στον εγκέφαλο σχετικά με το οπτικό περιβάλλον. Ορισμένοι φωτοϋποδοχείς ευαισθητοποιούνται σε συγκεκριμένα φάσματα και ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί πληροφορίες από αυτά τα κύτταρα για να διακρίνει τα χρώματα. Αντί να βλέπει κυριολεκτικά χρώμα, με άλλα λόγια, ο φωτοϋποδοχέας ανταποκρίνεται σε συγκεκριμένα φάσματα και ο εγκέφαλος υπολογίζει τον μέσο όρο των αποκρίσεων για να καθορίσει τι βλέπει το μάτι.
Τα κύτταρα φωτοϋποδοχέων που έχουν ευαισθητοποιηθεί σε συγκεκριμένα φάσματα είναι γνωστά ως κώνοι, τα κύτταρα που επιτρέπουν στους ανθρώπους να «βλέπουν» το χρώμα. Αυτά τα κελιά έχουν σχήμα κώνου όταν παρατηρούνται υπό μεγέθυνση, εξηγώντας το όνομα και απαιτούν έντονο φως για να λειτουργήσουν αποτελεσματικά. Οι ράβδοι, από την άλλη, λειτουργούν σε πολύ χαμηλό φωτισμό, αλλά δεν διακρίνουν καλά το χρώμα. Πολλοί οργανισμοί έχουν ένα μείγμα ράβδων και κώνων που έχει σχεδιαστεί για να επιτυγχάνει μια ισορροπία μεταξύ της ικανότητας να βλέπεις καλά στο σκοτάδι και της ικανότητας διάκρισης των χρωμάτων.
Ο τρίτος τύπος φωτοϋποδοχέα, τα φωτοευαίσθητα γαγγλιακά κύτταρα, φαίνεται να παίζουν ρόλο στους κιρκάδιους ρυθμούς και μπορούν επίσης να ελέγξουν το μέγεθος της κόρης παρέχοντας στον εγκέφαλο πληροφορίες σχετικά με το πόσο φως είναι διαθέσιμο. Μαζί με τις ράβδους και τους κώνους, τα φωτοευαίσθητα γαγγλιακά κύτταρα βρίσκονται στον αμφιβληστροειδή χιτώνα του ματιού. Αυτά τα κύτταρα ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του 1990, πολύ αφότου διαπιστώθηκε η παρουσία ράβδων και κώνων. Οι ερευνητές μελέτησαν αυτά τα κύτταρα εξετάζοντας άτομα με μπλοκαρισμένες εισόδους από ράβδους και κώνους.
Προκειμένου οι φωτοϋποδοχείς να λειτουργούν σωστά, χρειάζονται μια σταθερή παροχή των πρωτεϊνών που χρησιμοποιούν για την ανίχνευση του φωτός. Μία από αυτές τις πρωτεΐνες συντίθεται περίφημα από τη βιταμίνη Α, γι’ αυτό οι άνθρωποι ενθαρρύνονται να περιλαμβάνουν πολλές από αυτήν τη βιταμίνη στη διατροφή τους. Οι διατροφικές ελλείψεις μπορεί να οδηγήσουν σε μειωμένη παραγωγή αυτών των πρωτεϊνών, προκαλώντας προβλήματα όρασης. Μερικά παραδείγματα πρωτεϊνών που βρίσκονται στους φωτοϋποδοχείς περιλαμβάνουν: μελανοψίνη, οψίνη και αμφιβληστροειδή.