但人腦也會大量采用并行處理的模式，充分利用了大腦中不計其數(shù)的神經(jīng)元和神經(jīng)連接。例如，運動中的網(wǎng)球會同時激活視網(wǎng)膜上的眾多光感細胞，接收到的光線由這些細胞轉(zhuǎn)化為電信號。接著，這些信號會同時傳遞給視網(wǎng)膜上的多種不同神經(jīng)元。等光感細胞生成的信號通過了視網(wǎng)膜中的兩三個突觸連接后，關(guān)于網(wǎng)球位置、方向和速度的信息已經(jīng)由并行的神經(jīng)回路提取出來、同時傳遞給了大腦。與之類似，負責自主性運動控制的運動皮層也會同時發(fā)送指令，使腿部、軀干、胳膊、手腕的肌肉同時收縮，使身體和胳膊同時擺好姿勢、做好擊打網(wǎng)球的準備。

這種大規(guī)模并行策略之所以得以實現(xiàn)，是因為每個神經(jīng)元都會接受來自大量其它神經(jīng)元的輸入、并向大量其它神經(jīng)元傳遞輸出。一個哺乳動物神經(jīng)元的輸入和輸出平均可涉及1000個神經(jīng)元。（相比之下，每個計算機晶體管的輸入和輸出節(jié)點加起來也只有3個。）一個神經(jīng)元輸出的信息可同時通過多條并行路線向下傳遞。與此同時，在上游處理了同一信息的大量神經(jīng)元又會將輸出信息傳遞給同一個神經(jīng)元。后者對提高信息處理精度尤為重要。比如說，單個神經(jīng)元的信息可能受噪聲影響很大（精度只有100分之一）。但若將100個攜帶同一信息的神經(jīng)元輸入取平均值，下游神經(jīng)元接收到的信息精度便會大大提高（在這個例子中約為1000分之一）。

計算機和人腦基礎(chǔ)單元的信號模式既有相似、又有不同。晶體管采用的是數(shù)字信號，借離散值（0和1）代表信號。神經(jīng)軸突脈沖也是數(shù)字信號，因為在任意給定時刻，神經(jīng)元只有“發(fā)射脈沖”和“不發(fā)射脈沖”兩種可能。且發(fā)射脈沖時，所有脈沖的強度和形狀都差不多，這樣才能保證長距離脈沖傳遞的可靠性。但神經(jīng)元也會采用模擬信號，即用連續(xù)值代表信息。一些神經(jīng)元（如視網(wǎng)膜中的大部分神經(jīng)元）并不會產(chǎn)生電脈沖，其輸出通過不同等級的電信號進行傳遞。與電脈沖不同，這些電信號的強度可以連續(xù)變化，并且能傳遞更多信息。神經(jīng)元的接收端（信號通常由樹突接收）也利用模擬信號將成千上萬的輸入進行整合，讓樹突得以開展復(fù)雜計算。