뇌에서 기호의 형성은 매우 복잡한 신경망 작용에 좌우되는데, 신경망은 하나의 구체적 기호를 생성하는 것이 아니라, 신경망을 구성하고 있는 뉴런들이 분산되어 기호 생성에 관여한다. 뉴런의 신경망에서 기호는 하나의 뉴런으로 표시되는 것이 아니라 신경망을 구성하고 있는 모든 뉴런들의 총체로 표현된다. 신경망은 하나의 기호를 나타내는 것이 아니라 수많은 잠재적인 기호들을 포괄하고 있다. 신경망의 뉴런들은 다른 뉴런들에 비하여 특정한 기호 형식에 대해 더 미감하게 반응하는 그룹이 있고 덜 민감하게 반응하는 그룹도 있다. 이들이 총체적으로 조율됨으로써 전체적인 신경망의 형식과 강도가 결정된다. 따라서 기호가 신경망에 어떻게 착상되는가와 그 착상의 강도에 따라서 기호와 그 의미가 다르게 결정된다. 이 신경망에서 기호의 위상은 일종의 기표로 나타나고 그 위상의 강도는 기의를 의미한다. 뇌의 신경인 뉴런의 네트워크 기능은 궁극적으로 의식의 생성과 밀접하게 연결되어 있다.
기호, 특히 언어 기호의 생성에 핵심적인 역할을 하는 것이 의식인데, 이 의식이 있음으로써 자신의 의지로 기억에서 요소를 꺼내 조작하고 조합해 새로운 개념을 만들 수 있게 된다. 기호의 생성은 이처럼 뇌의 의식적인 작업이 필요하다. 이 의식의 진화는 새로운 생명체가 형태적으로 진화함으로써 가능한데, 이 진화적 뿌리는 단세포성 생명체가 가지고 있는 운동성에서 비롯된 것으로 이것이 진화적 과정에 내면화돼 의식이 된 것으로 보인다(Koch, 2004/2008). 의식은 일차 의식과 고차 의식으로 구성되는데, 일차 의식은 외부 환경을 감각 입력 신호로 받아들여 하나의 인과로 연결된 이미지를 구성할 수 있는 능력을 갖추면서 나타난다. 기호의 생성은 일차 의식의 생성을 토대로 개념을 다루는 신경 수단들의 진화가 선행되면서 고차 의식이 나타남으로써 비로소 가능한 것이다. 고차 의식은 일차 의식에 언어 기호가 추가됨으로써 기억이 시간적 연속성을 갖게 되어 과거를 기억하고 미래를 예측할 수 있으면서 나타난다. 고차 의식에서 언어 기호를 매개로 ‘기호 기억(semiotic memory)’이 생성되면서 하나의 장면이 담긴 스냅 사진들 연결되어 드라마를 만들듯이 우리의 과거와 현재, 그리고 미래가 형성되고 그 과정에서 자아가 생긴다. 이 내면의 의식 흐름이 고차 의식으로 구성되면서 브로카와 베르니케의 영역을 구성하고 이를 기반으로 언어 기호가 만들어진다.
이것은 뇌가 개념을 만들고 작동하는 능력을 획득하여 의미를 생성할 수 있는 기반을 갖춘 후에 진화 과정을 거치면서 (언어) 기호를 생성하는 것을 시사한다. 이 과정에서 뇌가 획득하는 중요한 능력은 범주화인데 이로부터 지각과 개념을 범주화할 수 있게 된다. 궁극적으로 생물학적인 기호들이 브로카와 베르니케의 영역을 중심으로 시간적인 요소와 결합하여 언어 기호의 형태로 변화한다. 이처럼 시각적 요소는 기호의 생성과 사용에 중요한 영향을 미친다. 즉 기호를 매개로 여러 이미지들이 인과적으로 연계되어 맥락을 가짐으로써 단일한 내적 이미지의 흐름이 만들어지는데, 이것이 바로 의식의 흐름이다. 내적인 정적 이미지가 시간성을 획득하게 되면서 (언어) 기호가 생성된다. 이처럼 일차 의식을 만들고 이차 의식을 생성하는 전 과정은 기호를 생성하고 사용하고 저장하는 기호학적 작업과 병행하여 동시적으로 이루어지며, 이런 의미에서 기호란 의식이고 사고이며 생명 그 자체로 볼 수 있는 것이다.