Нейронные вычисления – это теория разработки и исследования систем обработки информации, использующих механизмы восприятия и переработки информации естественных информационных систем – мозга человека и животных.
Исследования нейрофизиологов показали, что основным функциональным элементом головного мозга является нейрон. Мозг состоит из приблизительно 1011 нейронов. Нейрон - специализированная клетка, которая способна к передаче, обработке и хранению информации, необходимой для реализации физиологических функций организма. Биологический нейрон состоит из тела и входных и выходных каналов - дендритов и аксонов.
Для хранения информации в нейронах имеются так называемые синапсы. Эти образования представляют собой в большинстве случаев однонаправленные «ворота» между аксонами пресинаптических нейронов и дендритами постсинаптического нейрона. Их основное назначение заключается в накоплении и хранении информации в течение всего жизненного цикла организма. Основой всех функций памяти мозга является именно механизм деятельности синапсов, количество которых в головном мозге человека составляет около 1014–1015.
Еще одна особенность биологических нейронных сетей — естественный параллелизм и коллективизм их работы.
Обучение естественных нейронных систем происходит путем изменения силы межнейронных связей.
Возможности биологических нейронных сетей обусловлены следующими их свойствами:
1) Параллельность обработки информации: параллельное функционирование групп нейронов, и распределенную организацию памяти.
2) Способность к ассоциированию, классификации, обобщению, абстрагированию и множество других.
3) Способность к самоорганизации. В процессе работы биологические нейронные сети самостоятельно, под воздействием внешней среды, обучаются решению разнообразных задач.
4) Надежность. Биологические нейронные сети обладают фантастической надежностью: выход из строя даже 10% нейронов в нервной системе не прерывает ее работы.
Нейронные вычисления можно рассматривать как перспективную альтернативу программируемым вычислениям.