Le ampolle rilevano i campi elettrici nell’acqua, o più precisamente la differenza di potenziale tra la tensione al poro della pelle e la tensione alla base delle cellule elettrocettrici. Uno stimolo positivo al poro diminuirebbe il tasso di attività nervosa proveniente dalle cellule elettrorecettrici, e uno stimolo negativo al poro aumenterebbe il tasso di attività nervosa proveniente dalle cellule elettrorecettrici. Ogni ampolla contiene un singolo strato di cellule che contiene cellule recettrici elettricamente eccitabili separate da cellule di supporto. Le cellule sono collegate da giunzioni apicali strette in modo che non ci siano perdite di corrente tra le cellule. Le facce apicali delle cellule recettrici hanno una piccola superficie con un’alta concentrazione di canali del calcio dipendenti dal voltaggio e di canali del potassio attivati dal calcio. Poiché la parete del canale ha una resistenza molto alta, tutta la differenza di tensione tra il poro del canale e l’ampolla viene fatta cadere attraverso l’epitelio del recettore che è spesso circa 50 micron. Poiché le membrane basali delle cellule recettoriali hanno una resistenza inferiore, la maggior parte della tensione viene fatta cadere attraverso le facce apicali che sono eccitabili e sono in bilico sulla soglia. La corrente di calcio verso l’interno attraverso le cellule recettrici depolarizza le facce basali causando il rilascio di calcio presinaptico e il rilascio del trasmettitore eccitatorio sulle fibre nervose afferenti. Una delle prime descrizioni dei canali del potassio attivati dal calcio si basava su studi dell’ampolla di Lorenzini nella razza. I canali del potassio attivati dal calcio a grande conduttanza (canali BK) sono stati recentemente dimostrati nell’ampolla mediante clonazione.
Gli squali possono essere più sensibili ai campi elettrici di qualsiasi altro animale, con una soglia di sensibilità di soli 5 nV/cm. Cioè 5/1.000.000.000 di un volt misurato in un’ampolla lunga un centimetro. I grandi squali bianchi sono capaci di rispondere a cariche di un milionesimo di volt nell’acqua. Tutti gli esseri viventi producono un campo elettrico attraverso le contrazioni muscolari, e uno squalo può captare deboli stimoli elettrici dalle contrazioni muscolari degli animali, in particolare delle prede. D’altra parte, i campi elettrochimici generati da una preda paralizzata sono stati sufficienti per suscitare un attacco alimentare da parte di squali e razze in vasche sperimentali; quindi le contrazioni muscolari non sono necessarie per attrarre gli animali. Squali e razze possono localizzare le prede sepolte nella sabbia, o dipoli elettrici in corrente continua che simulano la caratteristica principale del campo elettrico di una preda sepolta nella sabbia.
Qualunque conduttore in movimento, come l’acqua marina, induce un campo elettrico quando è presente un campo magnetico come quello terrestre. I campi elettrici indotti nelle correnti oceaniche dal campo magnetico terrestre sono dello stesso ordine di grandezza dei campi elettrici che squali e razze sono in grado di percepire. Questo potrebbe significare che gli squali e le razze possono orientarsi ai campi elettrici delle correnti oceaniche, e utilizzare altre fonti di campi elettrici nell’oceano per l’orientamento locale. Inoltre, il campo elettrico che inducono nei loro corpi quando nuotano nel campo magnetico della Terra può consentire loro di percepire la loro direzione magnetica.
Studi comportamentali hanno anche fornito prove che gli squali possono rilevare i cambiamenti nel campo geomagnetico. In un esperimento, squali grigi e squali martello smerlato sono stati condizionati ad associare una ricompensa di cibo con un campo magnetico artificiale. Quando la ricompensa di cibo è stato rimosso, gli squali hanno continuato a mostrare una marcata differenza di comportamento quando il campo magnetico è stato acceso rispetto a quando era spento.