Modèles du neurone biologique
Les différents modèles de neurones à impulsions peuvent être divisés en différentes catégories : les modèles mathématiques les plus détaillés sont les modèles de neurones biophysiques (également appelés modèles de Hodgkin-Huxley) qui décrivent la tension membranaire en fonction du courant d'entrée et de l'activation des différents canaux ioniques. Plus simple mathématiquement, les modèles d'intégration-et-tir décrivent la tension membranaire en fonction du courant d'entrée et prédisent les impulsions sans description des processus biophysiques à l'origine du potentiel d'action. Des modèles encore plus abstraits prédisent uniquement les impulsions de sortie (mais pas la tension membranaire) en fonction de stimulation pouvant provenir d'une entrée sensorielle ou pharmacologique.
Neurone formel
On considère le cas général d'un neurone formel à formula_1 entrées, auquel on doit donc soumettre les formula_1 grandeurs numériques (ou signaux, ou encore stimuli) notées formula_3 à formula_4. Un modèle de neurone formel est une règle de calcul qui permet d'associer aux formula_1 entrées une sortie : c'est donc une fonction à formula_1 variables et à valeurs réelles.  Dans le modèle de McCulloch et Pitts, à chaque entrée est associé un poids synaptique, c'est-à-dire une valeur numérique notée de formula_7 pour l'entrée formula_8 jusqu'à formula_9 pour l'entrée formula_1. La première opération réalisée par le neurone formel consiste en une somme des grandeurs reçues en entrées, pondérées par les coefficients synaptiques, c'est-à-dire la somme