Analogicznie do tranzystorów w procesorze pracę większości neuronów znajdujących się w mózgu człowieka można opisać, w pewnym uproszczeniu, uwzględniając dwa stany. Neuron spoczywa albo odpala, a konkretniej: gdy neuron osiągnie pewien próg pobudzenia, lawinowo zwiększa się jego ładunek elektryczny. Impuls ten wędruje z ciała neuronu wzdłuż jego aksonu i podawany jest do przyłączonych do niego za pomocą synaps kolejnych neuronów (w sumie w naszych mózgach znajdują się setki trylionów połączeń synaptycznych pomiędzy blisko 100 mld neuronów). Między mózgiem a komputerem istnieją jednak poważne różnice. Dostęp do danych zawartych w pamięci operacyjnej (RAM) zajmuje komputerowi niecałą nanosekundę, czyli mniej niż jedną miliardową część sekundy, natomiast działanie neuronów mierzone jest w milisekundach, czyli tysięcznych częściach sekundy. Mózg jest zatem mechanizmem znacznie wolniejszym od współczesnego komputera. Ponadto jedną z głównych cech tzw. maszyny Turinga, która stanowi matematyczny model komputera, jest działanie krok-po-kroku, mózg zaś przetwarza informacje w sposób wysoce równoległy i rozproszony – wiele jego części wykonuje operacje naraz.
Kolejna różnica jest nieco bardziej subtelna. Każdy, kto choć raz zdjął obudowę swojego komputera, wie, że jego wnętrze skrywa różne układy. Na płycie głównej umieszczone są procesor, dysk twardy, pamięć RAM, karta sieciowa, graficzna, dźwiękowa itd. Każdy z tych układów ma ściśle określoną funkcję, której nie mogą pełnić inne. Jeśli wymontujemy kartę dźwiękową, nasz komputer stanie się niemy. Mózg również składa się z anatomiczno-funkcjonalnych modułów, co oznacza, że w typowych warunkach poszczególne jego części wykonują specyficzne operacje – płat potyliczny odpowiada za percepcję i wyobraźnię wzrokową (przypomina więc kartę graficzną), płat skroniowy za słuch (analogicznie do karty dźwiękowej), a płat czołowy, w szczególności kora przedczołowa, umożliwia kontrolę nad wyższymi procesami poznawczymi, co, w dużym uproszczeniu, odpowiada procesorowi komputera.
W przeciwieństwie do komputera mózg jest jednak plastyczny. W przypadku urazu funkcje uszkodzonych części mogą zostać do pewnego stopnia skompensowane czy też przejęte przez inne partie mózgu.
Co więcej, plastyczność mózgu i nasz proces uczenia się to dwie strony tej samej monety. Zgodnie ze sformułowaną z końcem I poł. XX w. przez Donalda Hebba regułą: „Neurony, które aktywują się razem, łączą się”. Innymi słowy, połączenia synaptyczne pomiędzy dwoma neuronami zostają wzmocnione, gdy neurony te aktywowane są w krótkim odstępie czasowym. Akumulacja tego typu niewielkich efektów prowadzi do zmian obserwowalnych na poziomie całych struktur mózgowych.
