3.1　生物神经元

人脑是一个叹为观止的、高效的、巧夺天工的信息处理系统，是一个高度复杂的、非线性的和并行的系统。据研究，人脑有1000亿个神经元，每个神经元与其他神经元之间有1000个以上的连接。因此，人脑中有100～1000万亿个连接。从结构上看，人脑中的神经元之间的连接形式既非全连接、更不是分层次的连接形式，而是部分互连形式。而且，大脑工作的能耗非常低，每秒每个操作消耗能量仅约10-16焦耳，远低于当今世界最先进的计算机。

如图3-1所示，大脑内部有许多叫作神经元的神经细胞互相连接。每个神经元由四个部分组成：细胞体、树突、轴突、突触。

图3-1　生物神经元结构

神经元的主体是细胞体，它由细胞核、细胞质、细胞膜等组成，每个细胞体都有一个细胞核，埋藏在细胞体之中，进行呼吸和新陈代谢等生化过程。

树突为多个较短的神经纤维组成的接收网络，轴突是单根长纤维，负责把细胞体的输出信号导向其他神经元。突触为两个神经元的结合点。

我们最感兴趣的是，树突是信号的输入端，轴突负责信息传递和输出。

神经元有两种工作状态：兴奋、抑制，这非常适合用计算机的二进制“0、1”来处理。

当经树突传入的神经冲动使细胞膜电位升高超过阈值时，细胞进入兴奋状态，产生神经冲动并由轴突输出。对应于计算机可以设成输出“1”。

当经树突传入的神经冲动使细胞膜电位下降低于阈值时，细胞进入抑制状态，没有神经冲动输出。对应于计算机可以设成输出“0”。