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Todo sinal físico se degrada durante sua propagação por dois mecanismos: atenuação geométrica (diluição de energia com o aumento da lei r, 1/r²) e absorção (conversão da energia das ondas em calor, fator exp(-r)). A combinação produz I(r) exp(-2r)/r², que cai muito mais rápido do que qualquer um dos mecanismos sozinhos.

O ruído é o limite fundamental de qualquer sensor: mesmo à temperatura ambiente (T = 300 K), a agitação térmica gera flutuações de tensão S_v(f) = 4k_BT·Re[Z] em qualquer resistência elétrica ou mecânica. Nos neurônios, esse ruído Johnson-Nyquist compete com sinais mais fracos, estabelecendo o limite mínimo para detecção biológica.

O SNR = P_sinal/(k_BT·B) mostra que a sensibilidade pode ser melhorada reduzindo a temperatura T (a endotermia ajuda, mas os seres vivos têm T > 273 K) ou reduzindo a largura de banda B (sensores mais seletivos em frequência). Filtros sintonizados dos ouvidos (membrana basilar) e dos olhos (filtros coloridos) são implementações biológicas desta estratégia.

O princípio da incerteza tempo-frequência t·f 1/(4) estabelece que não se pode ter simultaneamente alta resolução temporal e alta resolução espectral: um som muito breve ('clique') tem um espectro muito amplo; uma nota pura tem longa duração. Isto limita a localização temporal das fontes sonoras e a discriminação tonal simultânea.

A dispersão em meios não ideais (d²k/d²) amplia os pulsos à medida que se propagam: cada frequência viaja a uma velocidade ligeiramente diferente. No olho, a dispersão cromática do cristalino é parcialmente compensada pela distribuição dos cones. Nos sistemas sonares biológicos (morcegos, golfinhos), o ambiente aquático ou aéreo introduz dispersão mínima, preservando a resolução temporal do pulso.

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