一般认为，最早的大脑神经模型是美国神经生理学家和数学家麦卡洛克（）和皮茨（）于1943年提出的神经元模型（形式）。该模型假定，神经系统是一个神经元网络，每个神经元都有一个细胞体和一个轴突。它们的附属部分，或称突触，总是位于一个神经元的轴突和另一个神经元的细胞体之间。神经元任何时刻都有某个阈值，刺激必须超过这个值才能激发起一个冲动。神经元的活动是一个“全或无”的过程。根据这个假定，神经系统可以转化为一种形式系统，并能（原则上）进行一定类型的逻辑函数的计算。[26]无疑，这是一项开创性的研究。只是这一模型过于形式化，与实际的神经元活动仍然存在较大的差距。例如，把激发神经元描写成全有或全无的现象就过于简化了。事实上，当一个神经元被“激发”时，它可以发射出一整串距离很近的脉冲；而在神经元不激发时，它也发射脉冲。而且，就逻辑函数来说，它只有很少的输入输出导线（譬如最多三四根），而神经元可以有大量的突触附在上面。至于神经元群集层次以上的更为复杂的大脑活动，例如，神经元集群、脑特定区域等加工某些特定信息的方式，这个简化的神经元模型和神经网络模型是不可能提供很好的说明的。
在神经元群集的层面上，视网膜组织的简化结构提供了一个很有说服力的模型。我们知道，视网膜是视神经系统的周边部分，它对视觉信息进行复杂的加工。视网膜主要有五类神经元：光感受器、水平细胞、双极细胞、无长突细胞和神经节细胞。它们共分为三层，即光感受器（视杆、视锥），中间神经元（水平细胞、双极细胞和无长突细胞）以及神经节细胞。三层内部形成两个突触层：外网状层和内网状层。视觉信息（光）的传递（入射）方向是经由神经层细胞层、中间层，最后到达感受器（层），在此经过光电转换后，又沿光感受器—中间层—神经节细胞层反向逐层进行信息处理。这当中，水平细胞和无长突细胞分别在外、内网状层从横向起着信息的整合作用。可以说，视网膜对视觉信息的处理是一个逐级调控的过程。各层神经元的神经递质具有多样化的特性，分别传递不同的信息，实现传递机制，并排除亮度信息、颜色信息等的干扰。[27]
在特定脑区的层面上，脑区与脑区的联结或组合产生了“突现”的性质。仍以视觉信息的处理为例。视觉信息刺激的视网膜成像位置在大脑皮层的视觉区有相应的对应关系。具体来说，这些视觉区位于纹状皮层的V1区和前纹状皮层的V2区、V3区和V4区。视网膜成像位置在V1区有精确的对应关系，但在随后的各前纹状视觉区，这种对应关系有很大的削弱；这些区域的单个神经细胞接受从视网膜上相当大区域来的视觉输入。此外，颞叶的TE区也接受来自视网膜的视觉信息传入。只是TE区含有按特定特征对视觉信息表现出不同寻常选择性的神经元。根据这种情况，认知神经科学家L.昂格莱德（）于1995年在猴脑单细胞记录和人类脑功能成像研究的基础上，提出了视觉注意在脑内的两条通道：一是枕颞通道（occipitotempralpathway），位于大脑腹侧，故又称腹侧束（ventralstream），其功能主要是识别客观物体，被形象地称为“What”通道；二是枕顶通道（occipitoparietalpathway），位于大脑顶部，故又称背侧束（dorsalstream），其功能主要是与物体空间关系以及空间运动有关，因而又称为“Where”通道。[28]值得注意的是，在L.昂格莱德等人描述的视觉皮层投影分布图中，左右半球是有所不同的，其通道的简化模型也有差别。[29]这表明，特定脑区所构成的不同联结、不同通道，可能正是左右半球功能不对称性的内在机理。关于这一点，左半球各言语脑区之间的神经连接[30]，可能也是左半球成为语言优势半球的原因。也就是说，右半球除了在听觉分析区、视觉分析区、语义分析区等与左半球存在部分差异外，它们自身相互联结的图式或沟通渠道也与左半球不同。当然，这方面的讨论还有待于深入、全面地展开。
最后，在大脑半球和全脑层面上，已经有学者注意到传统大脑简化模型多是局部的、简单的模型，有必要研究全局结构、整体脑功能的模拟与仿真。姚志彬（1992）基于中国古代传统的阴阳论与大脑左右半球功能不对称的平行性，建立了“大脑对偶处理模型”[31]（见图5-3）。韩力群、涂序彦（2005，2009）依据大系统控制论、生物控制论和智能科学技术的原理和方法，提出“多中枢自协调拟脑研究的总体方案”，并给出了高级中枢神经系统的简化模型。[32]
图5-3 阴阳论与大脑左右半球功能不对称的平行性
