Una célula receptora sensorial contiene un mecanismo de transducción —una proteína o una cascada— que convierte un estímulo (un fotón, una molécula, un desplazamiento, calor, un campo eléctrico) en un cambio de conductancia de membrana y, por tanto, en un potencial receptor, graduado con el estímulo; la célula, o la neurona sobre la que hace sinapsis, lo convierte en un tren de potenciales de acción cuya frecuencia codifica la intensidad. La modalidad de una señal no la dan las espigas, idénticas en todos los nervios, sino el cable por el que viajan y el lugar del encéfalo donde ese cable termina: una línea marcada. Una neurona sensorial responde a estímulos situados dentro de un campo receptivo —un trozo de piel, una región del campo visual, una banda de frecuencias— y los campos vecinos se afilan unos a otros mediante la inhibición lateral, en la que cada neurona suprime a sus vecinas de modo que los bordes y los contrastes quedan exagerados. La mayoría de los receptores se adaptan: su respuesta a un estímulo mantenido decae, de modo que informan del cambio y no del nivel, y su intervalo de trabajo se desplaza para situarse en torno al fondo dominante.
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