从离散采样观测值建模连续动态系统是数据科学中的一个基本问题。通常,这种动态是非局部过程的结果,这些过程随时间呈现积分。因此,这些系统用积分微分方程 (IDE) 建模;微分方程的泛化,包含积分和微分分量。例如,大脑动力学不能准确地用微分方程建模,因为它们的行为是非马尔可夫的,即动态部分由历史决定。在这里,我们介绍了神经 IDE (NIDE),这是一种基于 IDE 理论的新型深度学习框架,其中使用神经网络学习积分算子。我们在几个玩具和大脑活动数据集上测试了 NIDE,并证明 NIDE 优于其他模型。这些任务包括时间外推以及根据看不见的初始条件预测动态,我们在自由行为小鼠的全皮层活动记录上进行了测试。此外,我们表明 NIDE 可以通过学习的积分算子将动态分解为马尔可夫和非马尔可夫成分,我们在服用氯胺酮的人的 fMRI 脑活动记录上进行了测试。最后,积分算子的被积函数提供了一个潜在空间,可以洞察底层动态,我们在广域脑成像记录上证明了这一点。总之,NIDE 是一种新颖的方法,它能够使用神经网络对复杂的非局部动态进行建模。