记忆容量、记忆量、相对记忆量、易兴奋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。如果大家通过编程获得并行存储系统来实现记忆回忆功能，就会发现并行存储系统在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。

记忆容量、记忆量、相对记忆量

记忆容量是指一个并行记忆结构进行并行记忆所能记忆的最大信息量（一般是它所包含的记忆柱越多，则记忆容量越大）。记忆量，是指这个并行记忆结构进行并行记忆所记忆的信息量。相对记忆量是指在某一条件下所能回忆的信息量。一个记忆结构的相对记忆量，是指在易化兴奋条件下，在这个记忆结构中那些被兴奋与兴奋能力会影响到这个记忆结构的回忆选择的记忆内容的总和。而记忆量是相对记忆量的总和。

相对记忆量：指一个对象所对应的原始记忆柱群，在某一易化兴奋状态下，如果它的被兴奋能力与兴奋能力分别用A、B1表示，(被兴奋能力，指一个对象所对应的原始记忆柱群被兴奋的难易情况，其被兴奋能力越强，则它越容易被兴奋。兴奋能力，指一个对象所对应的原始记忆柱群兴奋后的兴奋强度的大小。一般情况下，兴奋能力越强，则这个对象兴奋后的兴奋强度也越强。被兴奋能力与它所受到的易化兴奋强度，及它的兴奋阈值有关。兴奋能力除了这些因素外还与组成对象的记忆柱群相互之间的兴奋性记忆有关。)，则具有的被兴奋能力及兴奋能力的值处于A、B1值的附近或比A、B1值高的记忆内容的量就是相对记忆量（一般情况下，被兴奋能力强的，其兴奋的一般也越强）。

如图：在某一易化兴奋状态下进行主注意对象选择时，需要被选择为主注意对象的对象为M，B表示对象M所具有的易兴奋的记忆柱兴奋后的兴奋强度。D表示兴奋后的兴奋强度远低于M的易兴奋的记忆柱的兴奋强度的易兴奋的记忆柱群，C表示强于M的易兴奋的记忆柱的兴奋强度的易兴奋的记忆柱群。

兴奋强度处于B的附近及B以上的记忆内容的量就为这一易化兴奋状态下的相对记忆量，相对记忆量越多则能对M被选择成为主注意对象产生回忆干扰的记忆柱会越多（一般是相对记忆量越多，产生的回忆干扰越多，但也不是绝对的）

相对记忆量根据条件可以分为无数种。但可以根据记忆的强弱大概分为强记忆（比如一些长期记忆，短期内产生的工作记忆等），中强记忆（中期记忆），较弱记忆。较弱记忆的记忆量最大，中强记忆的记忆量下降一个量级，强记忆的记忆量又下降一个量级。较弱记忆最易发生回忆干扰，中强次之，强记忆最不易发生回忆干扰。对于较弱在某些条件下，相对记忆量比较小的情况下，可以不需要回忆选择，一般是必须的。

回忆干扰与记忆量、容量及回忆选择系统等的关系

我们的并行记忆系统的兴奋记忆容量是有限度的，它的记忆量与相对记忆量越大，发生回忆干扰的概率就越大。对并行记忆系统来说，同一个区域的记忆虽然存在干扰的，但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回忆干扰概率。减少记忆量的方法之一是只记忆重要的信息，不重要的迅速遗忘（也可以减少记忆次数）。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。

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，但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（大量的记忆会共有许多相同的记忆柱），这时就需要回忆选择系统。也就是按一定方法选择出兴奋内容从而减少回忆干扰。

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。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，易发生回忆干扰，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。

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。

为什么需要设置易兴奋的与不易兴奋的记忆柱

为什么需要易兴奋的与不易兴奋的记忆柱？是因为回忆选择系统。在一个对象所对应的神经通路（用A表示）兴奋后，如何在并行记忆系统中，从众多的神经通路（用M表示）中选择出最易兴奋的且处于非习惯性兴奋状态的（前文已论证，处于习惯性兴奋的记忆柱的兴奋记忆量少，不易发生回忆干扰，可以不进行回忆选择，选择的是大量的易发生回忆干扰的弱记忆。同时可以参看我的注意力问题的系统讨论这篇文章的相关章节）神经通路（用B表示）来兴奋哪（而且这个最易兴奋的神经通路代表一个对象，也就是说组成这个最易兴奋的神经通路的基本记忆柱群之间曾经因对象的刺激兴奋而建立过强的记忆联系）？

显然，这些神经通路（M）一般处于非兴奋状态，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，这只是在并行存储结构的记忆柱比较少的情况下可用。但我们该如何模拟人脑来获得相关信息哪？模拟人脑来获得这些相关信息，应该是通过神经通路的兴奋获取。现在的问题是，如果直接兴奋B，不知道它们是“谁”，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）。其过程是，A兴奋后，易化M，M不能兴奋，但M中的一些易兴奋的记忆柱可以兴奋，从这些兴奋的记忆柱中选择出B，就完成了回忆。这样就解决了回忆选择时的信息获取的问题。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。在我的论述中，今后大家可以看到，易兴奋的记忆柱有着极丰富的功能作用（其作用包括，不让一个主注意对象在随后的兴奋选择中反复成为主注意对象，在事件发生概率的预期，奖惩预期等等中都发挥了重要作用）。

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，一个基本记忆柱群的易及不易兴奋的记忆柱的兴奋特点变化的是：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群中的不易兴奋的记忆柱抑制，从而使它的兴奋与记忆减弱），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），这时，它们一般也不会被选择成为主注意对象。

这样我们就可以勾画出，在感觉中枢中，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，回忆干扰问题在记忆的早期，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：局部，成为主注意对象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），而当它们再次被回忆兴奋时，相互之间由于存在强的兴奋性记忆联系，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。

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强烈抑制，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、对象内部所建立的兴奋性记忆联系。对它抑制最强的是同一基本记忆柱群的不易兴奋的记忆柱。

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）、对象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，主注意对象的选择速度不断加快，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（这是因为易与不易兴奋的记忆柱的兴奋能力不断得到加强，不易兴奋的对易兴奋的抑制来的更快更强），最后成为习惯性兴奋。

兴奋模式

下面是A、B的兴奋联系不强的情况下，A、B的理想状态下的兴奋模式。

当对象A、B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B，B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，并成为兴奋最强的易兴奋记忆柱群，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

经过长期的记忆与遗忘，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，一般情况下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的强度。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，回忆的内容便会被相对抑制，……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。

进一步说明易兴奋的记忆柱的功能作用

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。今后，当以这个对象的发生进行回忆时，这些时间、环境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。

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，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。