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由于人工神经网络（ＡＮＮ）的种类繁多、行为各异，因此有必要建立一个统一的建立在生物基础上的理论框架，以便进一步发展ＡＮＮ的各种高级应用。这个框架由神经元模型、突触的可塑性以及它的学习算法、神经网络的结构三部分组成，本文是它的第一部分。神经元模型是由建筑在神经生理基础之上的九个特性组成，可以定量描述包括：（１）空间总和效应；（２）时间总和效应；（３）阈值特性，这些特性是从长期的生理实验中获得的，也可