在神經系統模擬的研究上，有尖峰響應模型(Spike Response Model)來描述多神經系統動力學，有霍吉金-赫胥黎模型(Hodgkin–Huxley model)來描述單神經元及離子通道開關的動態變化，有菲茨休-南雲模型(FitzHugh-Nagumo model)來分析神經元的狀態演化，卻沒有任何一個模型可以用來描述離子通道這個層次的動力學。
　　離子通道的動力學之所以重要，是因為影響整個神經傳遞最基本的因素就只有離子的變化而已。但是過去的模型都用電阻來模擬離子通道，因此無法探討微觀中每個離子的動力學。我們利用可控閘極電壓式單電子電晶體模型(Controllable gate voltage single-electron transistor model)來完整描述離子通道的行為。
　　在這個模型中，我們需要考慮時變的閘極電壓。因此我們以微擾理論給出閘極電壓與系統環境間耦合強度的關係。並利用非平衡格林函數(Non-Equilibrium Green's Function)給出系統的粒子數及電流隨時間的演化。
　　我們整合霍吉金-赫胥黎模型及可控閘極電壓式單電子電晶體模型做反向傳播(backpropagation)，提出一個新的神經系統模型。利用可控閘極電壓式單電子電晶體模型模擬單離子通道算出的電流，加上霍吉金-赫胥黎模型給出單神經中離子通道開啟的數量，可以得到膜電位的變化。再修正霍吉金-赫胥黎模型所得到的膜電位誤差，做多次反向傳播後誤差將會收斂。最後我們再加入尖峰響應模型，考慮其他神經元的訊號以及動作電位後的閥值修正，即可得到完整的神經系統模型。