신경 세포
모든 신경 세포는 전기적인 흥분성을 띈다. 신경 세포는 이온 통로, 이온 펌프등을 이용하여 나트륨, 칼륨, 칼슘, 염소이온들을 세포막 안과 밖의 농도차를 만들어 막전위를 형성한다. 신호가 오기 전 일상적인 상태의 막전위를 휴지 전위(-70mv)라고 하며, 신경 세포에 역치(-55mv) 이상의 자극이 가해질경우 활동전위(+40mv)에 도달하여 탈분극이 이루어진다. 탈분극이 일어난 후 통로의 개폐로 재분극 상태가 되어 다시 휴지 전위로 돌아가게 된다 .
시각 기관
망막은 옵신 (opsin)이라고 하는 단백질 분자가 들어있는 수많은 빛수용체 세포 (photoreceptor cell)들로 구성되어있다. 사람의 경우, 옵신은 막대세포 (rod cell, 옛 용어: 간상 세포)와 원뿔세포 (cone cell, 옛 용어: 원추 세포) 두 종류가 있다. (세 번째 타입인 멜라놉신 (melanopsin)은 몇몇 망막 신경절 세포에 존재하나, 시각이 아닌 생체 리듬에 관여한다) 옵신은 광자를 흡수하여 세포에게 신호 전달을 하며, 그 결과 빛수용체 세포의 과분극 (hyperpolarization)이 일어난다.