感覺轉導的分子機制研究已深入到單通道層級和計算神經科學模型。
光轉導的放大串聯
單一光子活化 1 個 rhodopsin → 活化約 500 個 transducin → 活化約 500 個 PDE → 水解約 10⁵ 個 cGMP → 關閉約 250 個 CNG 通道。總放大倍率約 10⁵-10⁶ 倍。Baylor 等人（1979）以吸引式電極（suction electrode）記錄單一視桿細胞的光電流，證實了單光子反應。光適應透過 Ca²⁺ 回饋迴路：Ca²⁺ 下降 → recoverin 釋放 GRK1 → 磷酸化 rhodopsin → arrestin 結合終止訊號；同時 GCAP 活化 guanylyl cyclase 恢復 cGMP。
機械轉導通道的分子鑑定
毛細胞的 mechano-electrical transduction（MET）通道長期身份不明。Corey 實驗室（2018）提出 TMC1/TMC2（transmembrane channel-like）為 MET 通道的成孔亞基。TMC1 的功能喪失突變導致遺傳性耳聾（DFNB7/11）。tip link 由 cadherin-23（上端）和 protocadherin-15（下端）組成，基因突變導致 Usher 症候群（聽覺+視覺退化）。
痛覺的分子基礎與 TRP 通道家族
David Julius（2021 諾貝爾生理醫學獎）利用辣椒素（capsaicin）的功能表現選殖鑑定了 TRPV1。TRP 通道家族包含 >28 個成員，為多模態感受器（polymodal sensor）：TRPV1（>43°C、pH<6、capsaicin）、TRPA1（<17°C、芥末異硫氰酸酯、組織損傷產物）、Piezo1/2（機械力，Patapoutian 共獲 2021 諾貝爾獎）。Piezo2 是輕觸覺、本體感覺的主要機械轉導通道。
計算感覺神經科學
Receptive field 的數學描述：簡單細胞以 Gabor 函數建模，複雜細胞以 energy model（兩個相位正交的簡單細胞輸出的平方和）建模。Efficient coding hypothesis（Barlow, 1961）：感覺系統演化為最大化環境資訊的傳遞效率。Independent Component Analysis（ICA）應用於自然影像統計可自動產生類似 V1 簡單細胞 receptive field 的 Gabor-like 濾波器（Olshausen & Field, 1996）。
文獻參考：Julius, D. (2013). Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 29, 355-384. / Baylor, D.A. et al. (1979). J. Physiol., 288, 589-611.