人腦的神經元模型如圖8.6所示。
圖中壹個神經元由細胞核、壹個軸突、多個樹突、突觸組成。生物電信號從樹突傳入，經過細胞核處理，從軸突輸出壹個電脈沖信號。神經元通過樹突與軸突之間的突觸與其他神經元相連構成壹個復雜的大規模並行網絡。
圖8.6 人腦的神經元模型[8]
1943年心理學家McCulloch和數學家Pitt將生物模型抽象化，建立了人工神經網絡的數學模型——MP模型，如圖8.7所示。
圖8.7 人工神經元模型[8]
該人工神經元具有以下6點特征:
(1)每個神經元是壹個多輸入單輸出單元;
(2)突觸分興奮和抑制兩種;
(3)神經元有空間整合性和閥值;
(4)神經元的輸入輸出有固定的時間滯後，主要取決於突觸延擱;
(5)忽略時間整合及不應期;
(6)神經元是非時變的，即突觸延時和突觸強度均為常數。
顯然，上述假定是對生物神經元信息處理過程的簡化和概括。以上內容可以由式(8.25)進行抽象和概括:
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其中:xi(t)表示t時刻神經元j接受到來自神經元i的信息輸入;oj(t)表示t時刻神經元j的輸出;τij為輸入輸出間的突觸時延;Tj為神經元j的閥值;wij為神經元i到神經元j的突觸連接系數或權值;f{ }為神經元的轉移函數，有時又稱激勵函數。
為簡單起見，將上式中的突觸時延取為單位時間，則式(8.25)變為
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上式描述的神經元數學模型全面表達了神經元模型的6點假設。xi(t)有多個，而oj(t)只有壹個，體現了“多輸入單輸出”。權重值wij的正負體現了“突觸的興奮和抑制”。輸入總和net'j(t)稱為神經元在t時刻的凈輸入:
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上式體現了神經元j的“空間整合性”而忽略了“時間整合作用和不應期”。當net'j(t)-Tj＞0時，神經元才被激活。oj(t+1)與xi(t)的單位時間差代表所有神經元具有相同的、恒定的工作節律，對應於“突觸延擱”。wij與時間無關，體現了“非時變”。