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日志

易兴奋与不易兴奋的记忆柱、强度中枢的联系及记忆、遗忘的设置

已有 648 次阅读2014-1-21 21:07 |个人分类:智能科学

易兴奋与不易兴奋的记忆柱、强度中枢的联系及记忆、遗忘的设置

为什么需要设置易兴奋的与不易兴奋的记忆柱

我在拟人智能的实现中论述了,智能机器人的记忆回忆系统应是并行存储系统。如果大家利用并行存储系统进行记忆回忆,就会发现并行存储系统进行记忆回忆时最大的问题是回忆干扰,我们需要通过一系列的方式方法来选择出回忆时兴奋的记忆柱,从而保证回忆时兴奋的记忆柱与记忆时兴奋的记忆柱差不多。

为什么需要易兴奋的与不易兴奋的记忆柱,因为我们需要神经通路的兴奋状态来反应对象,同时又要从众多记忆联系中选择出最易被兴奋的对象,来兴奋以适应环境。一个对象所对应的神经通路(用A表示)兴奋后,如何从众多的神经通路(用M表示)中选择出最易兴奋的神经通路(用B表示)来兴奋哪?

显然,这些神经通路(M)处于非兴奋状态,那么我们如何获得相关信息来选择相应的神经通路哪?我早期的编程,是用一段专门的程序来读取记忆、易化,并通过一系列的计算来获得最易兴奋的对象。但我们的人脑是如何获得相关信息的?人脑获得这些相关信息,比较靠谱一点的是通过神经通路的兴奋来获取。现在的问题是,如果AB都同时兴奋,又如何通过神经的特异性兴奋来表示一个特异的对象?我们又如何让B兴奋的,难道让AM同时兴奋,显然是没有意义的,解决的方法是A兴奋,而M不兴奋,用特殊的神经通路的兴奋来代表B的某些信息,这些特殊的神经通路相对于B必然容易被兴奋,我用易兴奋的记忆柱来表示它们(在人脑中它们可能只是记忆柱中一群容易被兴奋的神经元)。当有了易兴奋的记忆柱的概念后,我早期编程所采取的技术手段就显得过于简单了。今后,在我的论述中大家可以看到,易兴奋的记忆柱有着极丰富的功能作用。

为什么需要回忆选择

我们的并行记忆系统的容量是有限度的,对并行记忆系统来说,同一个区域的记忆是会存在干扰的,我们可以通过一方面是减少记忆量,另一方面是增加记忆容量的方法,来降低干扰。在容量限制的情况下,可通过减少记忆量来降低干扰,减少记忆量的方法是只记忆重要的,不重要的迅速遗忘。经常使用的有意义的记忆便是重要的记忆,不经常使用的意义不大的记忆便是不重要的记忆。重要的记忆需要与奖惩建立记忆联系并不断强化。

减少记忆回忆干扰的方法除了增加记忆容量,减少记忆量,还包括按一定方法选择出兴奋内容等方法,但进行回忆选择必然会减慢回忆的速度,好处是对记忆容量与记忆量的要求小了。越是重要的记忆,越要求我们快速的回忆,需要减少对它们选择的时间,同时为了减少回忆干扰,需要减少重要记忆的记忆量。

对于一个全新的刺激来说,它可能对我们重要,也可能不重要,我们并不能一开始就知道,并且我们在环境中面对的刺激超过了我们的感知能力。正确的策略是:感知可能重要的刺激并暂时记住它们(这时的记忆量应比较大,需要时间回忆选择),然后在随后的实践中强化相对重要的(它们是少数派,需要较少的记忆量,需要少的时间或不需要时间选择),而遗忘不重要的。

通过减少记忆量,增加记忆容量的方法来减少记忆回忆干扰,由于受到刺激的相似性及计算速度的限制,对于我们巨量的记忆来说显然是不够的,仍然会产生大量的回忆干扰,这时就需要选择回忆系统,但这还不够仍然会存在回忆干扰,最终需要奖惩学习系统来解决它。

这就是我在拟人智能的实现与简单智能机器人的获得中之所以那样设计易兴奋的记忆柱与不易兴奋的记忆柱之间的关系的原因。

易兴奋的记忆柱与不易兴奋的记忆柱之间的兴奋关系

随学习记忆的发展,易及不易兴奋的记忆柱的兴奋特点是:开始,易兴奋的记忆柱的被兴奋能力,大于不易兴奋的记忆柱的被兴奋能力。随学习记忆的发展,易与不易兴奋的记忆柱的被兴奋能力不断增强,当习惯化后,不易兴奋的记忆柱的被兴奋能力逐渐达到最强,并在附近不断波动,而易兴奋的记忆柱的被兴奋能力由于得不到强化(其兴奋被同一基本记忆柱中的不易兴奋的记忆柱抑制),其被兴奋能力不断下降,最终在一个低水平上达到平衡(这就相对减少了记忆量,有利于记忆)。

这样我们就可以勾画出感觉中枢易兴奋的记忆柱与不易兴奋的记忆柱之间的功能关系(它们属于同一个基本记忆柱群):记忆的早期易兴奋的记忆柱的兴奋能力相对于不易兴奋的记忆柱的兴奋能力更强,发挥着选择兴奋的功能,随着记忆的发展,不易兴奋的记忆柱的兴奋能力不断加强,被兴奋的速度越来越快,对易兴奋的记忆柱的抑制也越来越早,最终当习惯性兴奋发生时,易兴奋的记忆柱还没兴奋起来就受到不易兴奋的记忆柱的强烈抑制,从而不能被选择成为主注意对象(当然也不需要选择,因为习惯性兴奋的记忆量小,回忆干扰早就通过学习解决了)。

如何选择兴奋

如何选择兴奋,这与记忆、回忆的特点密切相关,回忆干扰的原因是因为,回忆所兴奋的记忆柱,过多的不是记忆时所兴奋的记忆柱,从而影响到正确回忆的产生。我在早期的编程中,通过一特殊的程序来获取选择的记忆柱是否同时兴奋过的。在这里,我们可以采取这样的方法:成为主注意对象的局部同时兴奋的易兴奋的记忆柱之间能建立强的记忆联系(只有成为主注意对象时,易兴奋的记忆柱的兴奋才远强于其它时候的兴奋,建立的记忆联系也才远强于其它情况下所建立的记忆联系),而当它们被回忆兴奋时,相互之间互相不断兴奋,从而推高了它们的兴奋强度,并发生兴奋突变,而被选择出来,以此来保证回忆的就是记忆时所兴奋的。(具体的选择还需要强度中枢的参与,见强度中枢那一段)

易、不易兴奋的记忆柱的纤维联系

易兴奋的记忆柱的联系是:1、受到状态中枢的强烈易化(这可以保证回忆的内容与目的相关,见我相关文章的论述)。2、局部易兴奋的记忆柱之间存在丰富的联系,这是选择回忆的需要(兴奋突变)。3、受到同一基本记忆柱群中的不易兴奋的记忆柱的抑制,及其它易兴奋的记忆柱的扩布性抑制。4、易兴奋的记忆柱接受其它的非同一基本记忆柱群(主要是主注意对象的不易兴奋的记忆柱群)的不易兴奋的记忆柱的兴奋性传人(这保证了对象回忆)。5、易兴奋的记忆柱主要是影响局部易兴奋的记忆柱,以及强度中枢。6、易兴奋的记忆柱的兴奋可以易化同一基本记忆柱群的不易兴奋的记忆柱。

也就是说,易兴奋的记忆柱受到的最强的易化兴奋来自状态中枢、其它的不易兴奋的记忆柱、其内部所建立的兴奋性记忆联系。

不易兴奋的记忆柱受到的最强的易化兴奋来自状态中枢、其它的不易兴奋的记忆柱(主注意对象)、其内部所建立的兴奋性记忆联系。

对易及不易兴奋的记忆柱的纤维联系及记忆遗忘特点的设置需要照顾以上的功能联系特点。

在习惯性形成之前,不易兴奋的记忆柱对易兴奋的记忆柱的抑制,不能过于严重的干扰易兴奋的记忆柱的兴奋,而影响主注意对象的正确选择。随记忆的强化,主注意对象的选择不断加快,不易兴奋的对易兴奋的记忆柱的抑制也加快,成为主注意对象的时间变短。

兴奋模式

下面是AB的兴奋联系不强的情况下,AB的兴奋模式。

当对象AB先后成为主注意对象后,A的不易兴奋的记忆柱与B的易及不易兴奋的记忆柱之间能建立起强的记忆联系(主要是A的到B的兴奋性联系)。当A再兴奋时,A的不易兴奋的记忆柱会易化兴奋BB的不易兴奋的记忆柱没被兴奋而B的易兴奋的记忆柱兴奋,兴奋后并不能直接发生兴奋突变,而产生选择,A会不断的易化兴奋B,再加上状态中枢的易化,而B的易兴奋的记忆柱之间通过建立的兴奋性记忆联系不断的强烈兴奋,从而使B的易兴奋的记忆柱记忆柱的兴奋达到一定的强度,发生兴奋突变,并成为兴奋最强的不易兴奋兴奋的记忆柱群,从而被选择成为主注意对象,然后在A、状态中枢的共同易化兴奋下B的不易兴奋的记忆柱发生强烈兴奋,B正式成为主注意对象。B的不易兴奋的记忆柱抑制易兴奋的记忆柱,从而使B的易兴奋的记忆柱兴奋下降,其它别的对象选择成为主注意对象,兴奋发生转换。

兴奋发展及对回忆差错的校正

通过长期的记忆遗忘,记忆柱之间的兴奋能力,根据兴奋频率及强度及遗忘速度,最终达到平衡,在不同的兴奋能力水平上达到平衡。最强的是习惯性兴奋,其次是普通兴奋,最多的是那些不太重要的刺激所形成的短期记忆,还有很少建立记忆联系的,兴奋联系最弱。

到记忆系统成熟后,两个主注意对象一次兴奋后,所建立的记忆联系便足够强,不需要易兴奋的记忆柱之间再相互兴奋,便能达到选择性兴奋。而通过奖惩学习,神经系统可以调节神经兴奋模式及这种选择性兴奋,使之适应环境。比如,在一主注意对象下进行回忆时,可有多个对象被回忆,其中大多数是错误的回忆,在回忆的过程中就会带来奖惩,而形成正确的回忆,也可以多注意几个对象进行状态回忆,而减少差错,并形成习惯。

记忆回忆兴奋

智能机器人或人,早年受到刺激所产生的兴奋应不是特别强,这是因为它们的注意能力差。

早年的学习,要形成以刺激为主的兴奋模式。

易兴奋的兴奋阈值,状态性兴奋。不易兴奋的兴奋阈值,习惯性兴奋。不易兴奋的对易兴奋的记忆柱的抑制影响到主注意对象的选择:成为主注意对象后的抑制,成为主注意对象的同时的抑制,成为之前的抑制但主注意对象还是它,成为之前的抑制使主注意对象无法成为它。

易兴奋的与不易兴奋的对强度中枢的影响。

兴奋阈值的选择,使大多数易兴奋的不能兴奋。不易兴奋的的兴奋远在易兴奋的后面。

扩布性抑制的选择。

主注意对象与主注意目的对象建立记忆联系后,即使不成为主注意对象,也能被主注意目的对象兴奋几个兴奋周期,只是随记忆的减弱,而衰减。

局部易兴奋的记忆柱之间的记忆联系,要使兴奋突变能够发生,并减少记忆回忆干扰。

强度中枢与易及不易兴奋的记忆柱

强度中枢与皮质的联系:强度中枢分两部分(个人估计类似于扣带回的前后回的部分功能),一部分主要是参与选择主注意对象(为后强度中枢),一部分通过感知兴奋强度参与更广泛的功能(为前强度中枢)。1、强度中枢对主注意对象的影响可以通过多种方法实现,比如:通过感知感觉皮质神经通路的兴奋强度,探知最先达到一定强度且发生兴奋突变的神经通路(或易兴奋的记忆柱),兴奋对应的后强度中枢的神经通路,后强度中枢抑制感觉皮质其它局部的易兴奋的记忆柱。而当它(选择出来的主注意对象的易兴奋的记忆柱)被不易兴奋的记忆柱抑制后,强度中枢对其它中枢的易兴奋的记忆柱的抑制也减弱。局部的易兴奋的记忆柱被它传出的扩布性抑制所抑制;也可以是后强度中枢感知最先达到兴奋突变(局部或单个易兴奋的记忆柱的兴奋强度异常加强)的神经通路或易兴奋的记忆柱后(强度中枢与感觉中枢中最先达到兴奋突变的神经通路所对应的部分兴奋),易化对应的神经通路(这些神经通路是主注意对象的“开关”),使被选择的神经通路的兴奋传到状态中枢,而使这一神经通路成为主注意对象,这种联系可通过先天设置与后天学习获得。(强度中枢与皮质中枢的联系是局部对应性联系,见下文)2、强度中枢的一个记忆柱只对应局部的易或不易兴奋的记忆柱的兴奋,局部再对应更大的局部,直到一个总的感知中枢。(后强度中枢如果与感觉皮质易兴奋的记忆柱是一对一的联系,可能更能减少记忆回忆干扰)3、前强度中枢与奖惩中枢存在易化联系,是中介奖惩的基础。总的强度中枢能与其它中枢建立记忆联系,是一些判断如亮、高、熟练、熟悉等的基础。3、一个对象进行回忆,熟悉则兴奋的易兴奋的记忆柱多且强,对强度中枢相应的记忆柱的兴奋就强。强兴奋相应的记忆柱,弱兴奋相应的记忆柱,通过经验学习建立联系。从而建立熟悉等认识联系。

进一步说明

我们(或记忆系统已成熟的智能机器人)注意到一个有或可能有意义的对象发生了,这个对象就会与当时的时间、空间、空间环境或当时发生的事件建立记忆联系。我们在不同的时间及环境下不断注意到这个对象的发生,这个对象就会不断的与这些时间、环境建立记忆联系。以这个对象的发生进行回忆时,这些记忆虽然不能都被回忆(或由于遗忘,无法回忆),但这些对象所对应的易兴奋的记忆柱许多却能被回忆(不同强度的兴奋),这些易兴奋的记忆柱又会兴奋强度中枢相应的记忆柱。通过强度中枢中对应兴奋的,分别表示局部、总体的强度或兴奋的广度的记忆柱的兴奋,我们可以判断这个对象是否经常发生,是否是我们所熟悉的。

同理,我们会注意这个对象没有发生的情况,并建立记忆联系。……。

以这个对象或这个对象没有发生的情况为对象进行回忆,也会兴奋强度中枢相应的记忆柱,我们会根据强度中枢的兴奋判断没有发生是否经常发生等。

以前、后兴奋的(发生时兴奋与没发生时兴奋)的强度中枢的记忆柱为对象进行状态回忆,我们就能大概判断这个对象的发生概率(可通过奖惩学习获得)。

对象奖惩预期时,对会兴奋奖、惩中枢相应的易兴奋的记忆柱,这些易兴奋的记忆柱又会兴奋强度中枢相应的记忆柱,从而影响奖惩预期。

 


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