Os cálculos cerebrais são impulsionados por uma interação complexa de vários fatores, incluindo interações neuronais e astrocíticas, transmissores neuromodulatórios e modelos computacionais que imitam os princípios neurológicos cerebrais humanos.
No nível celular, o cérebro usa processos digitais e analógicos para computação. Os potenciais ou picos de ação neuronal representam eventos digitais, semelhantes ao sistema binário de um computador. Por outro lado, o processamento de informações analógicas foi observado em sinapses elétricas e através de junções de lacunas em neurônios e astrócitos. Essa combinação de processos digitais e analógicos permite que o cérebro processe informações em paralelo e em ordens mais altas de complexidade.
Transmissores neuromodulatórios como dopamina, noradrenalina e acetilcolina também desempenham um papel fundamental nos cálculos cerebrais. Esses transmissores modulam dinamicamente as propriedades de resposta dos neurônios para apoiar funções cognitivas adaptativas. As mudanças na função cognitiva são mediadas pela dinâmica populacional em conjuntos neurais mesoscópicos.
Outro aspecto importante dos cálculos cerebrais é o uso de modelos de computação neuromórficos ou inspirados no cérebro. Esses modelos imitam as conexões e o processo de carregamento/disparo dos neurônios e do potencial de sinapse (picos neurais), permitindo que eles aprendam e se adaptem como seres humanos. Acredita-se que os modelos de computação neuromórfica superam os modelos atuais de inteligência artificial em cenários complexos de tomada de decisão em tempo real, parcialmente informados.
Finalmente, a abordagem da neurociência computacional sugere que os eventos no sub-neuronal, neuronal, e os níveis de rede neuronal ocorrem simultaneamente para realizar uma computação que pode ser descrita em um alto nível como um estado mental. Esta abordagem propõe que a causalidade no cérebro opera dentro, mas não entre os níveis, fornecendo uma explicação mais precisa para a causa de uma escolha ou ação.
Em resumo, os cálculos cerebrais são conduzidos por uma combinação de processos digitais e analógicos, transmissores neuromodulatórios, modelos de computação neuromórfica e eventos simultâneos em diferentes níveis do cérebro. Esses fatores trabalham juntos para permitir o notável poder computacional do cérebro.