低温を感知する細胞の膜には低温でナトリウム陽イオンを透過させるタンパク質のバルブ（TRPM8：Transient Receptor Potential cation channel subfamily Melastatin member 8）があって摂氏２６℃以下になると開通し、細胞を興奮（脱分極）させます。この電気信号（活動電位）が末梢神経系から脳の視床下部を経由して視索前野の体温調節中枢に伝わると、毛細血管が縮小するなど寒冷反射が起こり、冷感が感知されます。
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