La midriasi viene mediata dall'azione di fibre nervose del sistema nervoso simpatico, regolata dai "tubercoli quardigemini superiori" nel tetto del mesencefalo che riceve informazioni sull'intensità luminosa esterna tramite collegamenti con il "nucleo pre-tettale", a sua volta in contatto con fibre provenienti dal nervo ottico. Dai tubercoli quadrigemini superiori, tramite la via extrapiramidale tetto-spinale lo stimolo nervoso giunge tramite il cordone laterale del midollo spinale al centro cilio-spinale.