สมองของสิ่งมีชีวิต

      การพัฒนาระบบประมวลผลแบบโครงข่ายประสาทเทียมนั้นจะอิงกับแนวทางการประมวลผลของสมองของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นความเข้าใจในคุณลักษณะเชิงกายภาพและเชิงพฤติกรรมขององค์ประกอบต่าง ๆ ในสมองของสิ่งมีชีวิตจึงเป็นสิ่งจำเป็น หน่วยรากฐานของสมอง คือ เซลล์ประสาท (neuron) สมองของมนุษย์ประกอบไปด้วยเซลล์ประสาทจำนวนอย่างน้อยในระดับแสน ๆ ล้านเซลล์ ในแง่ของการทำงานนั้น เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ คือ หน่วยประมวลผลอย่างง่าย ๆ ซึ่งรับสัญญาณและรวมสัญญาณที่ถูกส่งมาจากเซลล์ประสาทอื่น ๆ แต่ละเซลล์ประสาทจะมีส่วนหลัก ๆ อยู่ ๓ ส่วน คือ 
      ๑. ตัวเซลล์ซึ่งเรียกว่า โซมา (soma) มีลักษณะเป็นรูปทรงพีระมิดหรือทรงกระบอก 
      ๒. เดนไดรท์ (dendrite) เดนไดรท์ คือ เส้นใยบาง ๆ ที่เซลล์ประสาทใช้รับสัญญาณไฟฟ้าเข้าสู่เซลล์ แต่ละเซลล์ประสาทจะมีเดนไดรท์จำนวนมากจัดตัวเป็นลักษณะเหมือนกิ่งไม้ 
      ๓. แอกซอน (Axon) แอกซอน คือ สายส่งผ่านสัญญาณทรงกระบอกขนาดยาวและใหญ่ที่เซลล์ประสาทใช้เป็นทางส่งสัญญาณไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ ส่วนปลายของแอกซอนจะแตกออกเป็นกิ่งก้านย่อย ๆ โดยที่ส่วนปลายของแต่ละกิ่งก้านเหล่านี้ลักษณะเป็นปมและจะไปจ่ออยู่จนเกือบสัมผัสกับปลายของเดนไดรท์หนึ่งของเซลล์ประสาทเซลล์อื่น 

      บริเวณที่เป็นรอยต่อระหว่างปลายของแอกซอนกับปลายของเดนไดรท์เรียกว่า ไซแนปส์ (Synapse) สัญญาณไฟฟ้าที่ถูกส่งมาถึงปลายของแอกซอนจะกระตุ้นให้เกิดการส่งผ่านสัญญาณในเชิงเคมีผ่านไซแนปส์ สัญญาณเชิงเคมีดังกล่าวจะถูกเดนไดรท์ตีความเป็นสัญญาณไฟฟ้าวิ่งเข้าสู่เซลล์ประสาทต่อไป คุณลักษณะสำคัญของไซแนปส์ คือ ความแรงของสัญญาณที่ถูกส่งผ่านจะขึ้นอยู่กับความเหนียวแน่นของการเชื่อมต่อและสัญญาณที่ถูกส่งผ่านไซแนปส์อาจถูกทำให้มีสภาพเป็น สัญญาณกระตุ้น (excitory) หรือ สัญญาณกด (inhibitory) ก็ได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสัญญาณเชิงเคมีที่ถูกกระตุ้นให้เคลื่อนผ่านรอยต่อซึ่งแต่ละประสาทอาจรับสัญญาณมาจากหนึ่งหมื่นไซแนปส์หรือมากกว่า
      สัญญาณจากเดนไดรต์ต่าง ๆ จะรวมกันวิ่งเข้าสู่ตัวเซลล์ประสาทและหากสัญญาณรวมมีความแรงเกินค่าระดับ (threshold) ของเซลล์ประสาทนั้น ๆ เซลล์ประสาทก็จะยิง (fire) สัญญาณออกทางแอกซอนต่อไป กระบวนการเรียนรู้ในสิ่งมีชีวิตจะมีผลให้เกิดการสร้างไซแนปส์ระหว่างเซลล์ประสาทขึ้นมาใหม่หรือไม่ก็ทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนสภาพและความเหนียวแน่นของไซแนปส์ต่าง ๆ ที่มีอยู่ นั่นคือความรู้ได้ถูกเก็บไว้ในลักษณะที่กระจายไปตามไซแนปส์ต่าง ๆ ในโครงข่ายของเซลล์ประสาทนั้นเอง อาจกล่าวได้ว่าโครงข่ายประสาทของสิ่งมีชีวิตทำงานตามโปรแกรมที่มีลักษณะกระจายไปทั่วโครงข่ายของเซลล์ประสาทและโครงข่ายประสาทของสิ่งมีชีวิตไม่ได้ทำงานแบบเป็นลำดับขั้นตอน (sequential)