Des hypothèses très diverses ont été proposées quant à la profondeur du traitement non-conscient. Selon certains, celui-ci serait confiné à certains circuits : régions sous-corticales, aires sensorielles, voie visuelle dorsale, etc. La recherche en psychologie et en imagerie cérébrale a cependant rapidement réfuté le point de vue selon lequel un traitement cortical de haut niveau est nécessairement conscient. Un stimulus subliminal active aisément le cortex visuel primaire, et même les régions visuelles ventrales, où il conduit à des effets d'amorçage subliminal d'un haut degré d'invariance. Dans le cours 2007 sur la lecture, nous avons souligné, par exemple, qu'un mot subliminal tel que ‘radio' peut amorcer le traitement ultérieur du même mot ‘RADIO' écrit dans une autre police de caractères. De nombreuses expériences similaires portant sur les nombres, les visages, les images d'objets ou d'outils ne laissent guère de doute : le traitement visuel, dans sa totalité, est susceptible de se dérouler hors de toute conscience.
Une controverse majeure, résumée par Lionel Naccache dans son ouvrage Le nouvel inconscient, a porté sur l'étape suivante du traitement des mots : l'accès au lexique et à une représentation sémantique. Plusieurs expériences classiques de Tony Marcel (dès 1974) semblaient montrer d'importants effets sémantiques non-conscients. Cependant, ces résultats furent vivement critiquées dans un article désormais classique (Holender, 1986). L'équipe d'Anthony Greenwald y répondit par une approche méthodologiquement sophistiquée et qui semblait démontrer la possibilité d'une classification sémantique inconsciente des mots (Greenwald, Draine & Abrams, 1996)... jusqu'à ce que leur auteur lui-même, à la suite de nouvelles expériences, en démontre l'origine strictement visuelle et non pas sémantique.
