Tế bào thần kinh cịn gọi là “neuron”. Nghiên cứu sinh học về bộ não con người cho thấy rằng các neuron là đơn vị cơ sở đảm nhiệm những chức năgn xử lý nhất định trong hệ thần kinh, bao gồm: não, tủy sống và các dây thần kinh . Mỗi neuron cĩ phần thân và nhân bên trong (gọi là soma), một đầu thần kinh ra (gọi là dendrite). Các dây thần kinhvào tạo thành một lưới dày đặc xung quanh thân tế bào, chiếm diện tích khoảng 0,25mm2, cịn dây thần kinh tạo rathành trục dài cĩ thể từ 1 cm đến hàng mét. Đường kính nhân tế bào thường chỉ là 10-4 m. trục dây thần kinh ra cũng cĩ thể phân nhánh theo dạng cây để nối với dây thần kinh vào hoặc trực tiếp với nhân tế bào các neuron khác thơng qua các khớp nối (gọi là synapse). Thơng thường, mỗi neuron cĩ thể gồm vài chục cho tới hàng trăm khớp nối để nối với các neuron khác. Người ta ước lượng rằng lưới các dây thần kinh ra cùng với các khớp nối bao phủ diện tích khoảng 90% bề mặt neuron.
Hình 3.1 Cấu tạo mạng neural sinh học
Các tín hiệu truyền trong dây thần kinh vào và dây thần kinh ra của các neural là tính hiệu điện, được thực hiện thơng qua các quá trình phản ứng và giải phĩng các chất hữu cơ. Các chất này được phát ra từ các khớp nối dẫn tới các
dây thần kinh vào sẽ làm tăng hay giảm điện thế của nhân tế bàọ Khi điện thế này đạt đến một mức ngưỡng nào đĩ sẽ tạo ra một xung điện dẫn tới trục dây thần kinh rạ Xung này được truyền theo trục, tới các nhánh rẽ khi chạm tới các khớp nối với các neuron khác và sẽ giải phĩng các chất truyền điện. Thường chia khớp nối thành 2 loại: khớp nối kích thích (excitatory) và khớp nối ức chế (inhibitory).
Phát hiện quan trọng nhất về bộ não sinh học là các liên kết khớp thần kinh khá mềm dẻo, cĩ thể biến động và sửa đổi theo thời gian tùy thuộc vào các dạng kích thích. Hơn nữa, các neuron cĩ thể sản sinh các liên kết mới với các neuron khác; đơi khi, lưới các neuron cĩ thể di trú từ vùng này sang vùng khác trong bộ nãọ Đây là cơ sở quan trọng để giải thích cho cơ chế học của bộ não con ngườị
Các chức năng cơ bản của bộ não bao gồm: