प्रत्यक्षणात्मक संगठन केवल संवेदी डेटा का निष्क्रिय पंजीकरण नहीं है, बल्कि एक सक्रिय, तंत्रिका-संज्ञानात्मक निर्माण है। आधुनिक संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान (cognitive neuroscience) गेस्टाल्ट समूहन सिद्धांतों को पदानुक्रमित दृश्य प्रसंस्करण के लिए जिम्मेदार मानता है, जो प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था (primary visual cortex - V1) से लेकर एक्स्ट्रास्ट्रिएट क्षेत्रों (V2, V4) और उच्च लौकिक (temporal) और पार्श्विका (parietal) क्षेत्रों तक फैला हुआ है।
गेस्टाल्ट समूहन बॉटम-अप (उद्दीपक-संचालित विशेषता निष्कर्षण) और टॉप-डाउन (संज्ञानात्मक सेट, अपेक्षा, पिछला अनुभव) दोनों प्रसंस्करण के माध्यम से कार्य करता है। तंत्रिका-शरीर विज्ञान (neurophysiologically) के स्तर पर, समोच्च एकीकरण (contour integration) और आकृति-पृष्ठभूमि पृथक्करण (figure-ground segregation) में V1 के भीतर क्षैतिज कनेक्शन और उच्च कॉर्टिकल क्षेत्रों से फीडबैक लूप शामिल होते हैं। एक ही वस्तु की विशेषताओं के प्रति प्रतिक्रिया करने वाले वितरित न्यूरॉन्स के बीच तंत्रिका फायरिंग का अस्थायी सिंक्रनाइज़ेशन भी प्रत्यक्षणात्मक समूहन के लिए एक तंत्रिका आधार के रूप में प्रस्तावित किया गया है।