Kuollessaan vuonna 1957 John von Neumann (JVN) oli syvän älyllisen käänteen keskellä. Vaikka hän oli tunnettu "von Neumannin arkkitehtuurista", joka määrittelee nykyaikaiset digitaaliset tietokoneet (laskennan ja muistin erottaminen), hänen viimeiset vuotensa omistettiin keinotekoisten tietokoneiden ja biologisten aivojen perustavanlaatuisten erojen ymmärtämiselle. Hän kuoli ennen kuin ehti saada tämän synteesin valmiiksi, mutta hänen keskeneräiset käsikirjoituksensa ja luentonsa (erityisesti Silliman-luennot) loivat perustan laskennallisen neurotieteen ja vikasietokykyisen laskennan aloille. JVN:n oli määrä pitää arvostetut Silliman-luennot Yalessa vuonna 1956, mutta hän oli liian sairas pitääkseen niitä. Keskeneräinen käsikirjoitus julkaistiin postuumisti nimellä The Computer and the Brain (1958). Se on edelleen hänen merkittävin työnsä tällä aiheella. Tässä tekstissä hän teki perusteellisen vertailevan analyysin ihmisen hermostosta ja aikansa digitaalisista tietokoneista (kuten EDVAC ja ENIAC). * Aivojen "sekoitettu" luonne: JVN väitti, että aivot eivät ole täysin digitaalisia. Vaikka neuronin aktivoituminen on binäärinen tapahtuma (kaikki tai ei mitään), pulssien ajoitus ja taajuus ovat analogisia. Hän päätteli, että aivot käyttävät hybridikoodia – osittain digitaalista, osittain analogista – jossa tieto välittyy paitsi päälle/pois-tilalle myös pulssien nopeudella (taajuusmodulaatio). * Tarkkuus vs. luotettavuus: Hän huomautti, että digitaaliset tietokoneet ovat hauraita; Yksi virhe voi kaataa järjestelmän. Aivot ovat kuitenkin vahvat. Se toimii matalalla tarkkuudella (neuronit ovat meluisia ja epätarkkoja verrattuna tyhjiöputkiin), mutta saavuttaa korkean luotettavuuden. * Parallealismi: Hän havaitsi, että vaikka tietokoneet toimivat sarjassa (yksi käsky kerrallaan) erittäin suurilla nopeuksilla, aivot toimivat massiivisesti rinnakkain suhteellisen alhaisilla nopeuksilla. Tämä oli yksi varhaisimmista muodollisista tunnustuksista sille, mitä nykyään kutsumme massiivisesti rinnakkaisprosessoinniksi. Yksi JVN:n kriittisimmistä panoksista neuroverkkoteoriaan oli hänen artikkelinsa Probabilistic Logics and the Synthesis of Reliable Organisms from Unreliable Components (1956). Häntä kiehtoi biologian keskeinen paradoksi: Miten biologiset organismit suorittavat monimutkaisia, luotettavia toimintoja, kun niiden yksittäiset komponentit (neuronit) ovat alttiita virheille ja kuolemalle? * Ongelma: Tavallisessa logiikkaportissa (kuten AND/OR), jos jokin komponentti vikaantuu, lähtö on väärä. Aivoissa, joissa on miljardeja neuroneja, komponentit pettävät jatkuvasti, mutta "järjestelmä" pysyy järjissään ja toimivana. * Ratkaisu (Multiplexaus): JVN ehdotti matemaattista mallia, jossa yksittäiset johdot korvataan "johtonipuilla" ja yksittäiset logiikkaportit korvataan "elimillä", jotka keskiarvottavat saapuvia signaaleja. * Enemmistölogiikka: Hän esitteli enemmistöäänilogiikan käsitteen. Jos sinulla on 100 johdon nipu, joka kantaa signaalia, ja 70 niistä sanoo "1" ja 30 "0" (häiriön/häiriön vuoksi), järjestelmä tulkitsee signaalin "1". Tämä osoitti matemaattisesti, että voit rakentaa järjestelmän mielivaltaisen korkealla luotettavuudella, vaikka taustalla olevat komponentit olisivat epäluotettavia. JVN on myös soluautomaattien (CA) isä, diskreetti laskentamalli, joka perustuu solujen ruudukkoon, joka muuttaa tilaa naapureidensa mukaan. Tämä oli hänen yrityksensä matemaattisesti abstraktoida elämän ja lisääntymisen logiikkaa. * Universaali Rakentaja: Hän suunnitteli kuuluisasti soluautomaattien kuvion, joka pystyi kopioimaan itseään – Universaali Konstruktori. Tämä oli teoreettinen kone, joka oli upotettu ruudukkoon, joka pystyi lukemaan käskyjen "nauhan" ja rakentamaan kopion itsestään. * Biologinen analogia: Merkittävästi hän ehdotti tätä arkkitehtuuria ennen DNA:n rakenteen löytämistä. Hän ennusti, että itse-lisääntymisen toimimiseksi eliön täytyy sisältää itsestään "kuvaus" (ohjelmisto/DNA) ja "mekanismi" sen kopioimiseksi (laitteisto/RNA ja proteiinit). Hän käsitteli itselisääntymisongelmaa loogisena, laskennallisena ongelmana eikä puhtaasti kemiallisena ongelmana.