为了理解智能科学技术的主要研究策略，首先我们需要对人类智能产生的脑机制进行考察，理解心智是如何工作的。从根本上讲，无论我们所讨论的智能现象和行为多么复杂、多么难以为机器所拥有，都不过是人脑的产物。也就是说：心无非就是脑活动，是活动的脑，而机器能否拥有人类的心智能力，说到底也就是要看，人脑活动机制能否从根本上可以化解为可机器执行的算法？为了弄清这一根本问题，让我们先从人脑的神组织结构开始说起。

结构功能定位

人脑很像一只放大尺寸、剥开硬壳的山西核桃，被包裹在头颅骨里面。如图所示，紧靠上面的是布满皱纹沟回的大脑，其下便是间脑（丘脑及周边组织）、脑干（中脑、脑桥、延脑）和小脑。脑干的延脑部分与脊髓相接，联络外周神经组织。

                                          人脑系统结构图

神经连接网格

神经细胞在结构上通常由一个细胞体及其众多漫延开来的突起构成，如图所示。在神经细胞的突起中，唯一一根长长的突起称为轴突，是神经细胞输出信号的主通道；剩余众多较短的、树状枝叉突起则称为树突，是神经细胞输入信号的各通道，有些神经细胞的树突表面会漫生出多种形状的细小突起，称为树突棘，它们都可以成为输入信号的源点。

                        神经细胞结构图

人脑的各种心理功能和行为是由神经细胞集群构成的多级神经环路完成的。其中微环路是由突触组构的最初级形式，在此基础上再形成更高级的局部环路，并这样逐极扩展，直到一个脑区、脑叶和整个脑。从这个意义上讲，我们可以将人脑中的神经系统看作是由神经细胞及其突触联系所构成的一张巨大无比的神经网络。

美国学者侯世达教授(D.R.Hofstadter)在他的《Godel,Escher,Bach--an Eternal Golden Braid》一书中认为：“为阐明大脑中发生的思维过程，我们还剩下两个基本问题：一个是解释低层次的神经发射通讯是如何导致高层次的符号激活通讯的；另一个是自足地解释高层次的符号激活通讯－－建立一个不涉及低层神经事件的理论。”

很明显，心脑活动的复杂行为是建立在大量特异化神经组块相互作用的基础上的，因此侯世达所强调的正是指神经元集群如何自发（自组织）地产生宏观行为的问题。这便是一个心脑内部神经活动如何导致心脑整体性外在表现的自组织问题。为了对心脑这种自组织规律活动有个比较直观的认识，让我们从蚁群行为说起。

蚂蚁是一种很不起眼的小生命，但却有着很多类似于人类活动的“神奇”行为。比如蚂蚁会种植、采集、畜牧、驱奴、缝纫、吸毒，甚至使用工具等。当然单个吗蚁是微不足道的，一旦离群，除了死，别无选择；但作为一个十几万个单元组成的蚁群，其表现出来的行为方式，就颇为壮观了。

比如，蚂蚁在预报天气时，先是派出侦察蚁四处活动，带回“搜寻”到的各种信息后，举行“碰头会”，他们围成一圈，须须碰须须地充分交换“意见”后，有意义的“气象情报”就突现出来，形成对气候的预报结果，并据此采取相应的群体行动，如是洪水来犯，就举家迁移。

      蚁群天气预报

                                             

                蚁群结构与神经系统对应表    

序号	蚁群结构层次	大脑皮层结构层次
1	蚁群分布 结构	神经分布系统
2	高层蚁队	多重皮层代表区：叶、半球
3	中层蚁队	皮层区
4	低层蚁队	基本的皮层回路（皮层模块）
5	蚂蚁	神经元
6	蚁队动态接触	突触
7	触须活联路	离子通道
8	气味分子	分子和离子