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生物神經元的結構
神經元是腦組織的基本單元，是神經系統結構與功能的單位。據統計，人類人腦大約包含有1.4*1014個神經元，每個神經元與人約103-105個其他神經元相連接，構成一個極為龐大而復雜的網絡，即生物神經網絡。
生物神經網絡中各神經元之間連接的強弱，按照外部的激勵信號作適應變化，而每個神經元又隨着所接受的多個激勵信號的綜合結果旱現出興奮和抑制狀態。人腦的學習過程就是神經元之間連接強度隨外部激勵信息作適應變化的過程，人腦處理信息的結果由各神經元狀態的整體效果確定。
神經元在結構上由細胞體、樹突、軸突和突觸四部分組成如圖1所示。
圖1 神經結構網絡示意圖
細胞體：細胞體由細胞核、細胞質和細胞膜等組成。
樹突：樹突是精致的管狀延伸物，是細胞體向外延伸出的許多較短的分支，圍澆細胞體形成灌木叢狀，他們的作用是接受來自四面八方傳入的神經沖擊信自，相當於細泡的“輸入端”，信息流從樹突出發，經過細胞體，然后由軸突傳出。
軸突：軸突是由細胞體向外沖出的最長的一條分支，形成一條通路，信號能經過此通路從細胞體長距離地傳送到腦神經系統的其他部分，其相當於細胞的“輸出端”。
突觸：突觸是神經元之間通過一個神經元的軸突末梢和其他神經元的細胞體或樹突進行通信連接，這種連接相當於神經元之間的輸入輸出的接口。
人工神經元模型
人工神經元模型：人工神經元是對生物神經元的功能和結構的模擬，是對生物神經的形式化描述，是對生物神經元信息處理過程的抽象。
作為人工神經網絡的基本處理單元，人工神經元的功能是:對每個輸入的信號進行處理以確定其強度（加權）；確定所有的輸入信號的組合效果（求和）；確定其輸出（轉移特性）。它一般是一個多輸入/單輸出的非線性器件，其結構模型如圖2所示。
如同生物神經元有許多輸入（樹突）一樣，人工神經元也有很多輸入信號，並同時作用到人工神經元上，生物神經元中大量的突觸具有不同的性質和強度，使得不同的輸入的激勵作用各不相同，因此在人工神經元中，對每一個輸入都有一個可變的加權，用於模擬生物神經元中突觸的不同連接強度及突觸的可變傳遞特性，生物神經元的時空整合功能，使得人工神經元必須對所有的輸入進行累加求和來全部輸入作用的總效果，該和類似與生物神經元的膜電位；在生物神經元中，只有在膜電位超過動作電位的閾值時，生物神經元才能產生神經沖動，反之則不能，因此在人工神經元中，也必須考慮該動作的電位閾值，與生物神經元一樣，人工神經元只有一個輸出（軸突），同時，由於生物神經元的膜電位與神經脈沖沖動之間存在這一種數模轉換關系，因此在人工神經元中要考慮輸入與輸出之間的非線性關系。
圖2 人工神經元結構模型
設神經元j的輸入向量為xj=(x1,x2,...,xn)T ,Xi(i=1,2,3,...,n)表示第i個神經元輸入，是神經元j的多個輸入之一，n表示輸入神經元的個數。輸入神經元節點連接到神經元節點j的加權向量為wj=(w1j,w2j,...，wnj)T,wij（i=1,2,3,…,n）表示從第i個輸入神經元節點到節點j的加權值(神經元節點i與神經元節點j的連接強度)，μi是由輸入信號線性組合后的輸出，θi是神經元i的凈輸入.為神經元的閾值，vi為經偏差調整后的值，也稱為神經元的局部感應區。
f(x)是激勵函數,模擬的是生物神經元在接受一定的刺激之后產生興奮信號，否則刺激不夠的話，神經元保持抑制狀態這種現象。yi是神經元i的輸出。
