カオスニューロンモデルを相互結合したネットワークをカオスニューラルネットワークと呼んでいる。 M個の外部入力とN個のニューロン間の相互結合を持つカオスニューラルネットワークにおいて、i番目のカオスニューロンのダイナミクスは次式で与えられる。[2]
ここで 
は時刻t+1におけるi番目 
のニューロンの出力、 
はj番目の外部入力 
からi番目のニューロンへの重み、 
は時刻tにおけるj番目 
の外部入力の大きさ、 
はj番目のニューロンからi番目のニューロンへの重み、関数hは出力と次の刺激に対する不応性との関係を与える関数、 
は定数、 
はi番目のニューロンのしきい値である。
この時、i番目のニューロンの内部状態を、外部入力の項 
とニューロン間の相互結合の項 
、そしてニューロン自身の不応性の項 
の三つに分けて考えると式(3.4)は
と表すことができ、それぞれ次のように簡単化できる。
