计算机智能研究的一个重要线索来自大脑智能。人的智能（如感知、语言、想象力、数学能力、艺术感等等）产生于大脑，而大脑皮层则是人脑形成智能的至关重要的部分，理解大脑皮层的结构和功能对我们更好地了解智能的产生具有重要意义。
大脑皮层主要由神经元和神经胶质细胞组成。人类的大脑皮层表面有大量褶皱，即脑沟和脑回，如将其拉伸开，面积约有1000平方厘米，2毫米厚，约由300亿个神经元细胞组成，包含超过100万亿条的突触。在最新进化出来的新皮层区域，可纵向分为6层神经细胞，不同层间的细胞相连形成微型回路。同时，神经科学家也发现，尽管大脑皮层上没有任何标记，但大脑皮层上的神经元具有明显的功能区域划分，例如视觉区域、听觉区域触觉区域、语言区域、联合区域等。
这些几乎具有相同解剖结构的区域分布于皮层上，主管感官或者思维的某一个方面功能，形似一幅地图。这些功能区域之间没有明确的界限却按照一定的分支层级结构排列。皮层区域的层级结构中，某些区域凌驾于其他区域之上或者屈居其下，决定其“高与低”的关键在于其相互之间的连接方式。低级区域通过特定的连接方式向高级区域传递信息；高级区域用另一种方式向低级区域反馈信息。众多区域在一个复杂的层级结构中相互联系，通过彼此之间不断地交流反馈信息产生人的智能”及“智能行为”。例如当被蚊子叮咬时，视觉区域和触觉区域首先分别感知到“蚊子”和“痒”的感觉信息并传向高层联合区域。与此同时，高层联合区域接收来自多种感觉的输入信息，并最终将“痒”和“蚊子叮咬”联系起来产生对“蚊子叮咬事件的认知。
大脑皮层中不同的处理区域以层级结构的方式连接起来，低级区域向高级区域提供感官感受到的具体信息或其他低级信息，而高级区域则融合来自不同低级区域的信息产生高级的认知。在层级结构中，低级区域产生更具体的信息，其变更速度也更快，包含的细节更多高级区域与之相对，形成更稳定的空间不变性，改变也相对缓慢得多，表达的则是更高层的语义对象。
由此，大脑皮层信息处理的过程是这样的：由低层区域感知、处理信息，并向高层区域传递；高层区域处理多个低层区域的输出信息并做出判断；信息在不同层级区域间传递与反馈。这样的基本原则对于智能算法、智能机器的设计和实现有重要的启示与指导作用。
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