V době své smrti v roce 1957 byl John von Neumann (JVN) uprostřed hlubokého intelektuálního obratu. Ačkoliv byl známý "von Neumannovou architekturou", která definuje moderní digitální počítače (oddělení výpočetní hmoty od paměti), jeho poslední roky byly věnovány pochopení základních rozdílů mezi umělými počítači a biologickým mozkem. Zemřel dříve, než mohl tuto syntézu dokončit, ale jeho nedokončené rukopisy a přednášky (konkrétně Sillimanovy přednášky) položily základy pro oblasti výpočetní neurovědy a výpočetní techniky odolné vůči chybám. JVN měl v roce 1956 na Yale přednést prestižní Silliman Lectures, ale byl příliš nemocný, aby je mohl přednést. Nedokončený rukopis byl posmrtně vydán pod názvem Počítač a mozek (1958). Zůstává jeho nejvýznamnějším dílem na toto téma. V tomto textu provedl důkladnou komparativní analýzu lidského nervového systému a digitálních počítačů své doby (jako EDVAC a ENIAC). * "Smíšená" povaha mozku: JVN tvrdil, že mozek není čistě digitální. Zatímco výstřel neuronu je binární událost (vše-nebo-nic), načasování a frekvence těchto pulzů jsou analogové. Dospěl k závěru, že mozek používá hybridní kód – částečně digitální, částečně analogový – kde informace nejsou předávány pouze stavy "zapnuto/vypnuto", ale i rychlostí pulzů (frekvenční modulace). * Přesnost vs. spolehlivost: Poznamenal, že digitální počítače jsou křehké; jediná chyba může systém zřítit. Mozek je však robustní. Pracuje s nízkou přesností (neurony jsou hlučné a méně přesné ve srovnání s elektronkami), ale dosahuje vysoké spolehlivosti. * Paralelismus: Zjistil, že zatímco počítače pracují sériově (jedna instrukce najednou) velmi vysokou rychlostí, mozek pracuje v masivním paralelním režimu při relativně nízkých rychlostech. To bylo jedno z prvních formálních uznání toho, co dnes nazýváme masivně paralelním zpracováním. Jedním z nejkritičtějších příspěvků JVN k teorii neuronových sítí byla jeho práce Probabilistic Logics and the Synthesis of Reliable Organisms from Unreliable Components (1956). Fascinoval ho ústřední paradox biologie: Jak biologické organismy vykonávají složité, spolehlivé funkce, když jejich jednotlivé složky (neurony) jsou náchylné k chybám a smrti? * Problém: U standardního logického hradla (jako AND/OR) pokud jedna součástka selže, výstup je špatný. V mozku s miliardami neuronů komponenty neustále selhávají, přesto "systém" zůstává rozumný a funkční. * Řešení (multiplexování): JVN navrhl matematický model, kde jsou jednotlivé vodiče nahrazeny "svazky" vodičů a jednotlivé logické hradla jsou nahrazeny "orgány", které průměrují příchozí signály. * Logika většiny: Zavedl koncept logiky většinového hlasování. Pokud máte svazek 100 vodičů přenášejících signál, z nichž 70 ukazuje "1", zatímco 30 "0" (kvůli šumu/chybě), systém signál interpretuje jako "1". To matematicky dokázalo, že lze postavit systém s libovolně vysokou mírou spolehlivosti, i když jsou základní komponenty nespolehlivé. JVN je také otcem buněčných automatů (CA), diskrétního modelu výpočtu, který spoléhá na mřížku buněk měnících stavy podle svých sousedů. Byl to jeho pokus matematicky abstrahovat logiku života a reprodukce. * Univerzální konstruktor: Proslul tím, že navrhl vzor buněčných automatů, které se mohly kopírovat – Univerzální konstruktor. Šlo o teoretický stroj zabudovaný v mřížce, který dokázal číst "pásku" instrukcí a vytvořit si vlastní kopii. * Biologická analogie: Pozoruhodně navrhl tuto architekturu ještě před objevem struktury DNA. Předpověděl, že aby samorozmnožování fungovalo, musí organismus obsahovat "popis" sebe sama (software/DNA) a "mechanismus" pro kopírování tohoto popisu (hardware/RNA a proteiny). Problém sebereprodukce považoval spíše za logický, výpočetní než čistě chemický.