乍看之下，壹塊熾熱的烙鐵和壹塊冰並沒有什麽相同之處，但它們都能引起疼痛感。極高溫和極低溫都可以使人類皮膚感到極端不適，並且研究顯示，大腦感受兩種極端溫度的方式也很相似。
我們通常認為，皮膚和其中埋藏的神經是我們產生觸覺的關鍵，但生物學家所說的“體感系統”（somatosensation）其實也包含了多種感覺。當然，觸覺、或者說皮膚感覺到的機械刺激也是其中之壹。但除此之外還有“本體感覺”（proprioception）即我們感受到的身體朝向和位置，以及“痛覺感受”（nociception“，即身體察覺有害刺激的能力。疼痛感就是身體產生痛覺感受時的反應。
無論這種痛苦是由機械、化學還是高溫導致的，痛覺感受都會促使我們遠離疼痛來源。假如妳把手插入火中，焚燒感便會刺激身體盡快把手抽出。雖然疼痛的感覺並不美好，但它說明妳的身體在努力保護妳平安。若喪失了感覺疼痛的能力，事情就麻煩了。
“遍布全身的感覺神經元無論在感受到高溫還是低溫時，信息傳輸渠道都會被直接激活。”杜克大學神經生物學家約爾格·格蘭德爾（Jorg Grandl）指出。十五年來，研究人員通過研究基因經過編輯的小鼠發現，神經元的信息傳輸渠道、即神經元細胞中嵌入的蛋白質，與對溫度的感受直接相關。其中，人們最熟悉的信息傳輸通道名叫TRPV1，它負責感受極端高溫。當刺激溫度達42攝氏度以上時，TRPV1便會被激活，並激活整條神經，將疼痛信號傳遞到大腦。我們感受寒冷的能力與體內壹種特殊蛋白質有關。把手指放在燭火上，便可激活TRPV1通道。
“人體感受寒冷也采用了相同的機制。”格蘭德爾解釋道，只不過與之相關的蛋白質名叫TRPM8。此外，這壹通道只需感覺到寒冷便可激活、不需要冷到令人感到疼痛的程度。負責感受極端寒冷的通道名叫TRPA1，人們對它的了解還十分有限。研究人員只知道，它在感受到極低溫刺激時會被激活，但並不確定它是否也參與了探溫過程。
上述三種蛋白質使皮膚得以感受多種溫度，並使身體做出相應反應。此外，由於它們屬於痛覺感受器官，這些蛋白質可幫妳避開溫度極高或極低的環境。例如，TRPM8失靈的小鼠不會躲避低溫，說明它們不會主動尋找溫度更宜人的環境。不過，它們會主動避開極低溫和極高溫，更喜歡待在溫暖愜意的地方。
雖然研究人員已經確定了上述三種感受器的激活溫度，但它們並不是壹成不變的。例如，當皮膚被曬傷時，溫水澆在身上就如同滾燙的沸水。“這是因為皮膚炎癥使TRPV1通道變得格外敏感，降低了這些神經向大腦傳遞疼痛感的溫度下限。”格蘭德爾解釋道。