Otak manusia memiliki struktur yang sangat kompleks dan memiliki kemampuan yang luar biasa. Otak terdiri dari neuron-neuron dan penghubung yang disebut dengan sinapsis. Neuron bekerja berdasarkan impuls atau sinyal yang diberikan pada neuron. Neuron meneruskannya pada neuron lain. Diperkirakan manusia memiliki 1012 neuron dari 6 . 1018 sinapsis. Dengan jumlah yang begitu banyak, otak mampu mengenali pola-pola, melakukan perhitungan, dan mengontrol organ-organ tubuh dengan kecepatan yang sangat tinggi dibandingkan dengan komputer. Sebagai pembanding, pengenalan wajah seseorang yang sedikit berubah misalnya memakai topi, memiliki jenggot tambahan, dan lain-lain, akan lebih cepat dilakukan oleh manusia ketimbang komputer.
Pada waktu lahir otak manusia memiliki struktur yang menakjubkan karena kemampuan membentuk sendiri aturan-aturan/pola berdasarkan pengalaman yang diperoleh. Jumlah dan kemampuan neuron berkembang seiring pertumbuhan fisik manusia terutama umur 0-2 tahun. Pada pertumbuhan 2 tahun pertama, terbentuk 1 juta sinapsis perdetiknya.
Neuron memiliki 3 komponen yang penting yaitu dendrit, soma dan akson. Dendrit menerima sinyal dari neuron lain. Sinyal tersebut berupa impuls elektrik yang dikirim melalui celah sinaptik melalui proses kimiawi. Sinyal tersebut dimodifikasi (diperkuat/diperlemah) di celah sinaptik. Berikutnya, soma menjumlahkan semua sinyal-sinyal yang masuk. Kalau jumlahan tersebut cukup kuat dan melebihi batas ambang (threshold), maka sinyal tersebut akan diteruskan ke sel lain melalui akson. Frekuensi penerusan sinyal berbeda-beda antara satu sel dengan sel yang lain.
Gambar Jaringan Syaraf Biologi
Neuron biologi merupakan sistem yang “fault tolerant” dalam 2 hal. Pertama, mausia dapat mengenali sinyal input yang agak berbeda daripada yang pernah kita terima sebelumnya. Sebagai contoh, manusia sering kali dapat mengenali seseorang yang wajahnya pernah dilihat dari foto, atau dapat mengenali seseorang yang wajahnya agak berbeda karena sudah lama tidak berjumpa.
Kedua, otak manusia tetap mampu bekerja meskipun beberapa neuronnya tidak mampu bekerja dengan baik. Jika sebuah neuron rusak, neuron lain kadang-kadang dapat dilatih untuk menggantikan fungsi sel yang rusak tersebut.
