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高等动物的神经元……具有“全或无”的特性，也就是说，处于且仅处于静息和兴奋这两种状态中的一种……与W.S.麦卡洛克和W.皮茨一样，我们忽略神经元运作中阈值、时间总和、相对抑制、刺激超出突触延迟的后效应造成的阈值改变等更复杂的方面……很容易看出，这些简化的神经元的功能可以用电报继电器或真空管来模拟。
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冯·诺伊曼继续写道：
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使用这些真空管的组合是为了通过数位处理数字，因此很自然地要使用数位有两个值的算术系统。这提示可以使用二进制系统。和人的神经元一样，这个系统的元件也有“全或无”的特征。事实会证明，对真空管系统所有初步、定向的考量来说，这种类似性都是相当有用的。
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以生物学模型为依据，冯·诺伊曼试图证明他关于如何开发计算机的结构和功能的选择是正确的。因此，在他的计算机诞生时，人们将其看作一个脑。但机器和脑之间隐喻的方向随后发生了转变，今天，人们把脑看作一台计算机。然而，在这种转变发生前的很多年中，脑研究和计算机研究都对彼此产生了重大的影响。
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麦卡洛克和皮茨对我们理解脑的功能——也无意中对计算机的发明——做出了独特的贡献，但他们并不是唯一使用这种研究方法的人。1942年初，麦卡洛克应邀参加了在纽约公园大道酒店举行的一次特别会议，主题是大脑抑制。其中一位演讲者是来自哈佛大学的墨西哥生理学家阿图罗·罗森布鲁斯（Arturo Rosenblueth），他介绍了他和维纳以及工程师朱利安·毕格罗（Julian Bigelow）合作的一些研究。维纳和毕格罗当时参与到了战争相关的工作中，正在研发一种自动高射炮。他们意识到他们正在研究的系统涉及反馈：炮手根据敌机的飞行轨迹调整炮位，开火，校正目标，然后重复上述操作。[29] 通过将机器甚至神经系统视作传递正、负反馈的循环，罗森布鲁斯、毕格罗和维纳能够描述一个简单系统的活动是如何产生看似带有目的性的行为的。这在存在负反馈——装置一旦达到预设目标就停止执行其功能——的情况下尤其明显。麦卡洛克对罗森布鲁斯的演讲感到兴奋，并开始思考如何用反馈循环来解释各种现象，包括神经官能症等精神疾病。[30]
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1943年，也就是麦卡洛克和皮茨发表他们关于神经系统内在逻辑的论文的同一年，罗森布鲁斯、毕格罗和维纳在一篇题为《行为、目的和目的论》（Behavior, Purpose and Teleology）的文章中总结了他们的想法。目的论认为非人类系统中存在有目的、由目标驱动的行为。他们试图将目的论放进正反馈和负反馈的框架中来进行解释。他们在这篇文章中指出：“一些机器的行为和生物体的某些反应，都涉及来自目标的持续反馈，这些反馈会调整和引导行为主体。”[31]
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罗森布鲁斯、毕格罗和维纳以机器和动物为例，在没有使用方程式的情况下，以反馈作为关键机制，探索了理解所有行为的共同框架。他们认为正反馈可以解释某些病理症状，比如帕金森病患者的震颤（麦卡洛克和皮茨也在他们最复杂的理论中指出了这一点，并把这个理论称为“带圈的网络”，用圆圈来表示正反馈循环）。罗森布鲁斯、毕格罗和维纳最伟大的发现是，他们展示了负反馈如何使机器或者动物的活动看起来就像是有目的一样：一旦某个活动到达给定的状态，负反馈会终止该活动，从而产生一种目的性行为的错觉。麦卡洛克和皮茨的构想中没有这个概念。虽然机器狗“塞雷诺”、于克斯库尔的功能圈和洛特卡的发条甲虫中都隐晦地体现了这些概念（《行为、目的和目的论》中没有提及这些先例），但罗森布鲁斯、毕格罗和维纳是首次将这些概念广泛用于解释行为的基础的人。
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与此同时，在大西洋的另一边，剑桥大学的心理学家肯尼斯·克雷克（Kenneth Craik）出版了一本薄薄的小书，书名是《解释的本质》（The Nature of Explanation ）。这本书的大部分内容都是哲学性的，但在书的后半部分，克雷克重点讲了一个关于脑功能的猜想。以赫尔的条件反射模型为例，克雷克解释说，他更喜欢一种抽象的方法，这种方法不关注特定的突触机制，而是关注“神经机制的根本特征——它模拟或模仿外部事件的能力”。他认为这种机制也存在于计算机器中。[32]
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比起简单地在脑和电话交换机之间做一个模糊的类比，克雷克的方法更加深刻：他感兴趣的是搞清楚一种机制需要进行什么样的计算才能“在思考中发挥作用”。[33] 克雷克认为，这种必要的计算是符号性的，用符号来表征外部现实的各个方面。他特别强调了一些当时最伟大的技术进步，比如计算机器、望远镜等，这些进步是人类感觉器官和身体的有效扩展。克雷克声称：“我们的脑本身也在利用类似的机制达到同样的目的，这些机制可以模拟出外部世界中的现象，就像一台计算机可以模拟出一座桥中应力的变化一样。”[34] 他还说，在神经系统中，这些符号表征的关键功能体现在神经系统探索替代方案和进行预测时所起的作用上。一个由神经元活动组成的心智模型，可以使生物体为未来的事件做好准备。
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然而，在这些机制是如何在脑中实现的这个问题上，克雷克就不那么自信了。他认为微观解剖学上的差异意味着，“如果基于电话交换机模式的脑模型没有假定任何特定的连接，会更有说服力”。对于神经系统内在逻辑的体现，克雷克的观点甚至比麦卡洛克和皮茨的观点更为抽象。[35] 他认为，即使两个个体的神经结构不同，只要它们的脑能够表征同一个过程，那么它们就可以表现出相同的行为。在克雷克看来，只要有足够的可塑性，一个随机连接的系统“也能基于经验形成满足预设要求的有序连接”。[36] 只要有足够的时间和经验，“正确”的连接最终总是会出现的。令人痛心的是，对于神经系统是“一台能够模拟或并行处理外部事件的计算机器”的设想，克雷克没能继续探究下去。1945年，他在剑桥大学骑自行车时被一辆车撞倒，最终离世。
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克雷克的书刚出版时并没有引起多大的轰动，但1946年，阿德里安在一系列讲座中重点关注了这本书，讲座的内容还在第二年被结集成册出版。阿德里安是这样总结克雷克的观点的：“计算机器用符号体系来表征物理结构或者物理过程，脑一定使用了类似于这种符号体系的东西来模拟或者模仿外部事件。”这种表述中隐含的意思是，“生物体的脑袋里不仅有一张外部事件的‘地图’，而且还有一个外部现实以及生物体自身各种可能行动的小尺度模型”。不管阿德里安自己有没有意识到，他的这些观点都在反驳莱布尼茨磨坊理论的核心论点。莱布尼茨磨坊理论认为，即使我们能看到脑最深处的运作方式，我们也无法理解任何东西。阿德里安则认为，即使克雷克的观点没有揭示思想是如何产生的，它仍然提供了更有深度的洞见：
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因此，影像和思想可以被看作一台精密机器的最终产品……如果我们能观察一个正在工作的人脑，我们就能知道这个人在想什么，因为我们将看到一个又一个模式是如何被赋予智识的。[37]
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所有这些发表于1943年的研究的背后，都隐藏着艾伦·图灵的思想。1936年，24岁的图灵写了一篇论文，用逻辑学证明了一台人工设备可以计算任何可计算的问题。[38] 当时也在构思类似想法，并且开始与图灵在普林斯顿大学展开合作的美国逻辑学家阿隆佐·丘奇（Alonzo Church）慷慨地给这个假想的装置取了一个名字——图灵机。虚拟的图灵机包括一个被分成很多小方块（每个小方块上有一个书写的符号）的纸带，一个每次可以读取一个小方块信息的扫描头，以及一套告诉机器对每个符号该做出什么反应的规则。原则上，这台机器可以计算任何可计算的问题，包括模仿另一台机器。
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麦卡洛克和皮茨明确地指出，图灵机的基本组件与布尔神经环路的基本组件之间存在对应。他们宣称，如果他们的神经网络被连接到合适的输入、输出和存储组件（如磁带和扫描头）上，那么这些神经元就能像图灵机一样进行数字计算。这两种方法是互补的，麦卡洛克和皮茨的神经网络“为可计算性的图灵定义及其等同概念在心理学上提供了一个依据”。[39] 正如麦卡洛克在5年后解释的那样：“我们认为我们正在做的（而且我认为我们做得不错），就是把脑当作一台图灵机。”[40]
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尽管图灵一开始并没有从人工智能的角度思考问题，也没有从生物体和他假想的装置之间的联系出发思考问题，但他很快就开始从这些角度思考了。1943年初（又是这一年），图灵在纽约的贝尔实验室工作。贝尔实验室位于曼哈顿下东区的一幢未来主义建筑里，有一条地上地铁线正好穿过这个建筑。图灵在那里致力于加密协议的研究，这些协议将最终用来确保伦敦和华盛顿之间的海底热线在战争的最后阶段安全运行。图灵在贝尔实验室遇到了26岁的数学家克洛德·香农（Claude Shannon），他当时正在研究加密理论。他们经常在午餐和咖啡时间聊天，谈论他们共同的兴趣：构建一个电子脑（electronic brain）。
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1937年，香农在麻省理工学院写硕士论文时意识到，在布尔逻辑、贝尔公司的电话电路（他在那里暑期实习时曾研究过），以及麻省理工学院的工程师万尼瓦尔·布什（Vannevar Bush）制造的一种机械模拟计算机之间存在联系。香农的见解与麦卡洛克和皮茨几年后想到的基本相同：通过使用符号，可以用逻辑来描述电路，特别是“与”“或”“非”这三种基本的运算符，可以被表示为基于二进制逻辑进行工作的电路。这种见解引起了冯·诺伊曼的注意，并且帮助他厘清了对未来数字计算机的设想。这些想法也明显为香农与图灵提供了共同的兴趣点。在畅想未来的谈话中，两人似乎在你追我赶，努力超越对方。据香农回忆：
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我们怀有梦想，图灵和我曾经谈论过完全模拟人脑的可能性，我们真的能造出一台相当于甚至超过人脑的计算机吗？也许未来比现在更容易。我们都认为这在不久之后——10年或15年内——是可能实现的。这在过去是不可能的，30年来都没有人这样做过。[41]
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另一方面，图灵也对香农一些有关如何使用电子脑的想法感到惊叹。图灵曾对贝尔实验室的研究者亚历克斯·福勒说：“香农想要给电子脑提供的不仅仅是数据，还有文化方面的东西！他想给它放点音乐！”[42]
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二战结束几个月后，1946年3月，梅西基金会（Macy Foundation）举办了一系列会议中的第一次会议。这些会议的名称相当拗口：“生物学和社会科学中的反馈机制和循环因果系统会议”。随着维纳1948年的畅销书《控制论：或关于在动物和机器中控制和通信的科学》（Cybernetics:Or Control and Communication in the Animal and the Machine ）的出版，在此后的几年里，会议的名称被普遍简化为了更简单的“控制论会议”。
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这些小型会议的雄心从会议的名称就能看出来——试图通过研究共同的机制，特别是反馈，将生物学和社会科学（以及还处于萌芽阶段的计算机领域）统一起来。第一次会议只有十几个人参加，冯·诺伊曼和西班牙神经生理学家拉斐尔·洛伦特·德诺（Rafael Lorente de Nó）在会上探讨了电子数字系统和神经数字系统的重要性。洛伦特·德诺曾在20世纪30年代与卡哈尔一起工作过，他将神经元描述为肉体中的自动机元件。[43]
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