การใช้โครงข่ายประสาทเทียมจำลองการมองเห็นของมนุษย์

            เซลล์ประสาทเทียมคือ หน่วยรากฐานของโครงข่ายประสาทเทียม เซลล์ประสาทเทียมไม่สามารถใช้เป็นแบบในการอธิบายการทำงานของเซลล์ประสาทของสิ่งมีชีวิตได้ถูกต้อง แต่เป็นการนำเอาแนวคิดที่ได้จากความเข้าใจการทำงานของเซลล์ประสาทของสิ่งมีชีวิต มาประยุกต์ใช้

            แบบจำลองพื้นฐานของเซลล์ประสาทเทียม ถูกนำเสนอ โดยแม็คคัลลอชและพิทส์ ตั้งแต่ปี พ.ศ. ๒๔๘๖ โดยมีการทำงานคร่าวๆ แบบเซลล์ประสาทของสิ่งมีชีวิตคือ ทำหน้าที่รวมสัญญาณ ที่เข้ามายังเซลล์ประสาทเทียม ซึ่งเสมือนว่า เป็นสัญญาณที่เข้ามาตามแดนไดรท์ของเซลล์ประสาทของสิ่งมีชีวิต แล้วยิงสัญญาณกระตุ้นออกไป หากผลรวมของสัญญาณเข้านั้น มีค่าสูงเกินค่าระดับ (threshold) ซึ่งก็เสมือนการยิงสัญญาณไฟฟ้าออกทางแอกซอนจากเซลล์ประสาทของสิ่งมีชีวิตนั่นเอง

            

            อย่างไรก็ตาม สิ่งที่สำคัญในการจำลองเซลล์ประสาทคือ การจำลองไซแนปส์ทั้งหลาย ในโครงข่ายประสาทเทียม ซึ่งเปรียบเสมือนแหล่งสะสมความรู้ของสมอง การจำลองไซแนปส์นั้น ใช้หลักการที่ว่า แต่ละไซแนปส์ทำหน้าที่เป็นตัวปรับเปลี่ยนสภาพสัญญาณไฟฟ้า ที่ส่งมาจากเซลล์ประสาทตัวอื่นๆ ก่อนส่งสัญญาณนั้น ผ่านเดนไดรท์เข้าสู่ตัวเซลล์ประสาท และการปรับเปลี่ยนสัญญาณดังกล่าว จะขึ้นอยู่กับความเหนียวแน่นของการเชื่อมต่อบริเวณรอยต่อไซแนปส์ โดยความแข็งแกร่งนี้จะเปลี่ยนไปตามความรู้ที่สมองได้เรียนเข้าไป แม็คคัลลอชและพิทส์เสนอให้ใช้ตัวแปรตัวหนึ่งเรียกว่า "ค่าน้ำหนัก" (weight) ในการจำลองไซแนปส์ หากค่าน้ำหนักนี้ มีขนาดใหญ่ ก็จะหมายความว่า ความเหนียวแน่นของรอยต่อไซแนปส์มีค่าสูง นั่นคือ ส่งผ่านสัญญาณได้มาก หากค่าน้ำหนักนี้มีขนาดเล็ก ก็หมายความว่า สัญญาณจะส่งผ่านรอยต่อไซแนปส์ได้น้อย นอกจากนั้น ความเป็นบวกหรือลบของค่าน้ำหนัก ก็มีความหมายเช่นกัน หากค่าน้ำหนักมีค่าเป็นบวกจะหมายความว่า สัญญาณที่วิ่งผ่านรอยต่อไซแนปส์เข้าสู่เซลล์ประสาทเทียม จะเป็นสัญญาณกระตุ้น แต่หากค่าน้ำหนักมีค่าเป็นลบ จะหมายความว่า สัญญาณที่ผ่านรอยต่อไซแนปส์เข้าสู่เซลล์ประสาทเทียม จะมีผลเป็นสัญญาณกด

            การทำให้ค่าน้ำหนัก และแต่ละค่ามีผลต่อสัญญาณเข้า ดังที่กล่าวข้างต้น สามารถทำได้ โดยกำหนดให้สัญญาณที่วิ่งเข้าเซลล์ประสาทเป็นผลคูณของค่าน้ำหนักกับสัญญาณเข้า ที่ถูกส่งมาจากเซลล์ประสาทเทียมตัวอื่น (หรืออาจเป็นสัญญาณจากภายนอก ซึ่งเสมือนว่า เป็นอินพุตของระบบโครงข่ายก็ได้) ในทางคณิตศาสตร์ สัญญาณที่ถูกส่งมา จากเซลล์ประสาทเทียมตัวอื่นเป็น x หากให้ค่าน้ำหนักเป็น w และเมื่อสัญญาณ วิ่งผ่านไซแนปส์เทียม ก็จะกลายเป็นสัญญาณ ที่มีค่า w x วิ่งเข้าสู่เซลล์ประสาทเทียม