神经元放电模式向大脑传递感觉信息。由足够刺激产生的受体电位，引起感觉受体细胞的去极化或超极化。向大脑传递感觉信息，神经编码必须发生。
视网膜有处理感觉信息的神经网络。光感受器通过一系列中间神经元向视网膜神经节细胞发送信号。视网膜神经节细胞将视觉信息转变为动作电位脉冲，游经视神经传向大脑。
感觉受体将一定强度的刺激编码为一定量的动作电位。这种强度的刺激被转导为脉冲电码，在当中，动作电位的频率与刺激强度成比例关系。神经细胞放电的频率，即每秒钟动作电位的数量，与刺激的力度有关。有力的刺激引起更大的受体电位，产生更大与更高频率的动作电位。
感觉临界值与神经反应间有明确的关系。锋电位序列动态传达了关于刺激的信息。变化着的刺激被编码为变化着的感觉神经活动模式。很多神经元通过快速改变它们的放电模式来传达刺激强度的变化。
受神经支配的皮肤稳定而有节律的神经放电有的是由振动或稳定压力的刺激引起。如果一个刺激在位置与强度上保持数分钟，神经反应会降低，感觉会失去，这被称为受体适应。
受体适应被看作是感知适应的重要神经基础，在那里，持续的刺激在意识中消退。对延长而持续的刺激产生反应的慢适应受体，通过在刺激时段里生成动作电位来为持续的刺激编码。而快适应受体只在刺激的开始或结束阶段发生反应，它们在刺激强度上升或减弱时被激活。
刺激的强度也通过受体集群里被激活的神经细胞数量来在大脑里表征。这一类型的集群编码，依赖于一个感觉系统里的单个受体，受体的感觉临界值或对特殊分子亲和性存在差异。大多数感觉系统有低与高临界值感受器。当刺激强度由弱转强，先是低感觉临界值的受体被动员，然后是高临界值受体。
低临界值与高临界值通路的并行处理扩展了感觉范围。比如，在暗光里被激活的视网膜视杆细胞，在白天日光里到达它们的最大受体电位；视锥细胞感觉日光亮度的差异。两种类型的视感受器结合让我们能感知数个阶级亮度的光强。
前突触细胞里动作电位的发生时机能决定后突触细胞是否放电。两个同时到达的动作电位，比非同时到达的动作电位将驱使后突触神经细胞的膜电位更接近或远离产生一个动作电位所需的临界值。神经细胞间产生动作电位的时机对突触的增强作用与抑制作用有影响。