瞳孔の大きさは，網膜・視神経からの入力系と，自律神経により支配される出力系により決められる．したがって瞳孔径を考えるうえで，瞳孔運動の求心路と遠心路を理解することが重要である。
瞳孔からの視覚入力のうち，外側膝状体の少し手前で，瞳孔求心線維だけが視索から分かれて中脳視蓋前域に達し，ニューロンを変える。.ヒトでは視蓋前域からの情報は二分され，一部は中脳水道周囲を回って同側のEdinger-Westphal核(ＥＷ核)に至り，残りは後交連で交叉して反対側のＥＷ核に至る。
縮瞳を支配するＥＷ核からの副交感神経線維は，動眼神経の中を走行し，毛様神経節でニューロンを変える。。毛様神経節からの節後線維は多数の短毛様神経に分かれて瞳孔括約筋に至る。一方，交感神経は瞳孔散大筋を刺激し散瞳をきたす．瞳孔径は基本的に視入力に応じて副交感神経，交感神経が慟き規定される．
耳側視野を担っている鼻側網膜からの線維は視交叉で交叉し(交叉線維)反対側の視索に至る(図2).一方，鼻側視野を担っている耳側網膜由来の線維は交叉せず同側の視索に至る．交叉線維と非交叉線維は，耳側視野の方が広いことからわかるように交叉線維の方が多く，ビトでは交叉線維：非交叉線維＝53
: 47 とされている．
各眼の鼻側網膜(53%),耳側網膜(47%)由来の瞳孔求心線維は，それぞれ交叉線維，非交叉線維となり，反対側および同側の視蓋前域核に達するが，左右の視蓋前域に達する求心線維は等しくなる．
では網膜剥離などで，一眼からの視覚入力が消失する場合を考えてみる．この場合，交叉線維：非交叉線維(53
: 47)の比率から，左右の視蓋前域核に到達する神経線維には差が生じている．しかしそれぞれの視蓋前域核から同側のＥＷ核，および後交連を経て反対側のＥＷ核へ等分に分配されるため，左右のＥＷ核への入力は等しくなる．同様のことは一眼の視神経障害にも当てはまる．したがって一眼の求心路障害があっても，瞳孔不同が生じることはない．瞳孔不同が生じるのは，交感神経，副交感神経の障害による出力系の異常である．
ヒトでは直接対光反応と間接対光反応の大きさがほぼ同じである．したがって一側の視神経が障害されていても，両眼開放下では瞳孔不同は生じない．しかし左右眼を交互に剌激した場合，患側刺激時と健側刺激時の反応は当然異なってくる．
求心路障害を瞳孔径の変化で検出する検査が,
swing flashlight testである．この手法の詳細は省略するが，左右の瞳孔を交互にペンライトなどで照らすと，ライトが当たっている瞳孔からの入力に応じて，両側の瞳孔径が規定される．例えば左眼の視神経が離断しているような場合，右眼を照らすと縮瞳，左眼を照らすと散瞳というように瞳孔径の変化で求心路障害を見出すことが可能になる．この場合，左眼にrelative
afferent pupillary defect (RAPD)陽性と表現する.
RAPDが陽性の場合，網膜病変としては黄斑疾患(黄斑円孔は除く)などの網膜疾患が存在する．このような網膜疾患がみられないとき,
RAPDの存在は視神経に何らかの異常が存在することを意味している．
比較的強い照明下で左右の眼を交互に覆うと，患眼を覆った場合，開放下の健眼は比較的縮瞳しているのに健眼を覆った場合，開放下の患眼は散瞳を呈する．これをMarcus
Gunn瞳孔という．このように，厳密にはMarcus
Gunn瞳孔は，左右の眼を交互に覆う検査時に検出される瞳孔異常をさすが,
RAPDとほぼ同義語として使われる．
一側の視索障害の場合(ここでは左側の障害と仮定する；図2@)，右同名半盲を生じるが，左視索から視蓋前域核への入力は遮断され，右側の視蓋前域核へ達する入力に応じて対光反応が生じる．左眼を照らしたときは交叉線維，右眼を照らしたときは非交叉線維からの入力となり，先の比に応じて，右眼のＲＡＰＤが陽性となる．