Studiul directă a proprietăților și activitatea neuronilor a fost posibilă numai datorită realizărilor electronice, a permis introducerea în tehnica experiment înregistrare tehnica intracelulară fiziologică a potențialelor electrice. Cu diametrul microelectrode unei celule microni a fost supusă acțiunii directe a curentului electric cu înregistrarea simultană „răspunsurilor“ sale pentru diferite impulsuri excitatorii și inhibitorii. În țara noastră, această tehnică a fost aplicată pentru prima dată de Academician P.T. Kostyuk, împreună cu creatorul acestuia, fiziolog australian J. Eccles, care a investigat o serie de întrebări legate de excitația neuronilor.
Fiziologii au reușit să surprindă semnale din creier. provenind din neuroni individuali. Aceste două semnale sunt electrice și chimice. Un salt ascuțit în potențialul electric al neuronului apare pe ecranul osciloscopului ca un vârf ("spike") și este cunoscut ca "potențial de acțiune". Valul schimbării potențiale se mișcă repede de-a lungul axonului până la capătul său, în același fel în care flacăra zboară de-a lungul cordonului Bickford.
Neuronii pot genera impulsuri nervoase într-o gamă largă de frecvențe: de la una la câteva sute pe secundă. Toate impulsurile nervoase au aceeași amplitudine, astfel încât informațiile pe care le transporta, reprezentată de numărul de impulsuri generat pe unitatea de timp: această metodă de codare este cunoscut sub numele de codificare de frecvență. Cu cât este mai mare valoarea semnalului care trebuie transmis, cu atât este mai mare frecvența de descărcare.
Funcționarea creierului este asociată cu mișcarea fluxurilor de informații prin circuite complexe formate din rețele neuronale. Informațiile sunt transmise de la o celulă la alta în locuri specializate de contact - sinapselor. Cuvântul "sinapse" înseamnă "conexiune, conexiune" și definește contacte specializate între celulele excitabile care servesc la transmiterea și transformarea semnalelor creierului. Un neuron tipic poate avea 1000 până la 10.000 de sinapse și poate primi informații de la 1000 sau mai mulți alți neuroni.
În acest sens, creierul poate fi comparat cu un calculator. Unii neurologi nu sunt de acord cu acest lucru, dar cei mai mulți vor susține o astfel de comparație. Dar, poate, toată lumea va fi de acord că calculatorul este o mașină, și nimic mai mult. Atât creierul, cât și computerul efectuează recepția, prelucrarea, stocarea și livrarea informațiilor. În timp ce procesează informații, ambele se ocupă de semnale electrice, conțin multe elemente. Asta înseamnă că creierul este o mașină? Totuși, atragem atenția asupra uneia dintre diferențele esențiale dintre ele. Dacă luăm în considerare faptul că elementele sistemului nervos nu sunt numai neuroni, dar sinapsele, numărul de elemente ale „mașini“ creierului ajunge la un uimitor 1014 (100 de trilioane de). creier natural de capacitatea memoriei astfel estimată este 3,5-1016 Bit (1 bit - o unitate de informație binară cantitate). Să încercăm să ne imaginăm un computer-calculator cu o astfel de capacitate de memorie. Având în vedere capacitățile de microelectronicii moderne, se pot face calcule, care arată că cantitatea de „creier artificial“ va fi de 35 de milioane. Metri cubi! Astăzi, crearea unui astfel de calculator depășește realitatea.