La lógica de pensamiento. Parte 13. Memoria Asociativa

Esta serie de artículos describe el modelo de ondas del cerebro, es muy diferente de los modelos tradicionales. Es muy recomendable para aquellos que acaba de unirse, se inicia la lectura de la primera parte de la .

En la sección anterior hemos demostrado que podría parecer de memoria compartida. La idea básica es que el identificador de onda total puede combinar las neuronas que forman su actividad foto memorable. Para reproducir un evento específico es suficiente para ejecutar en la memoria del identificador de la corteza correspondiente. Su distribución restaurará el mismo patrón de actividad que ha estado en la corteza en el momento de la fijación de los recuerdos. Pero la gran pregunta - es ¿cómo podemos conseguir la identificación requerida? La memoria asociativa implica que el conjunto de características, podemos seleccionar los eventos en la descripción a la que asistieron estos signos. Es decir, tiene que haber un mecanismo neural que permite la descripción de ciertos signos, obtener el ID coincide con las características de estas memorias.

Cuando hablamos de las ondas neuronales de propagación, se asumió que la membrana de la neurona sigue extrasynaptic aquellos patrón de onda, que es Parte. Ante la imagen familiar de pico neurona crea su patrón de continuación única. Y aquí es importante que la neurona no es sólo capaz de aprender la descripción de la onda, y que él mismo - a menudo se propaga patrón. Sólo por ser él mismo parte de una neurona onda única puede participar en su difusión.



Para evitar confusiones en la siguiente discusión, una vez más las propiedades básicas del modelo de onda de la corteza. Si marca las neuronas pertenecientes a un mismo patrón de onda, o - en otras palabras - el identificador, se obtiene algo así como un conjunto de puntos que se muestran en la siguiente figura
.


Tomar cualquier lugar corteza y la activación de elementos de identidad, se obtiene la onda que se propaga desde el sitio activo, característica repetitiva del patrón identificador (abajo).



Al pasar por cada ola lugar corteza será "resaltar" un fragmento de su diseño único. Así, a partir de 1, la onda de llegar a la zona 2, allí estará tu identificador único de un patrón predeterminado (figura siguiente).



Según el modelo único puede estar en todo lugar corteza para determinar los identificadores comprenden una ola.

Si estamos en una zona tranquila en la corteza de 2 reproduce el patrón ya conocido, sino que también va a crear una ola que, extendiéndose a la región 1, seguirá habiendo el mismo patrón, característico de este identificador.



De todo esto se deduce que para suficientemente identificador reconocimiento en cualquier lugar de la corteza recordar qué patrón en este lugar crea una onda. Se puede almacenar en la sinapsis o una neurona, o una porción de las membranas extrasinápticos. Recordando a las sinapsis conduce a la actividad inducida (paquete pulso) para el reconocimiento, la memorización en clústeres receptivas metabotrópicos produce puntos solo cuando una ola familiar.

Difícil cuando tenemos que jugar identificador. Para ello, tenemos que activar el grupo de al menos único de picos muy próximas entre sí las neuronas relacionadas con la identificación requerida. Al describir la proyección inversa y la introducción de varios mediadores, sólo mostramos el mecanismo de aplicación de algo similar.

Hablando de conceptos asociativos, hemos demostrado que la consulta basada en ondas de identificadores, devuelve un conjunto de identificadores de conceptos asociados con conceptos contenidos en la solicitud.

Para mostrar el mecanismo para recuperar los recuerdos de la memoria asociativa de evento tenemos que mostrar cómo la solicitud de onda, que consta de los conceptos, los atributos pueden dar recuerdos únicos identificadores gippokampovskie que corresponden a la solicitud. Si podemos conseguir un conjunto de identificadores y para seleccionar uno de ellos, a continuación, ejecutar el siguiente identificador de nuevo a la corteza, se obtiene la actividad de las neuronas-detectores que contienen este identificador para membrana extrasynaptic, y esto sería equivalente a la restauración de la totalidad de las pinturas narrativas recuerdos deseados.

Permítanme recordarles acerca de nuestra descripción simplificada y esquemática. A continuación, voy a presentar a los posibles mecanismos neurales de la memoria asociativa, sin pretender que el cerebro funciona de esa manera.

Una vez más girar brevemente a la estructura de las neuronas reales. El cuerpo de la neurona - Bagre - tiene un área limitada y no puede proporcionar un lugar para todos los contactos sinápticos. La mayoría de las sinapsis cae en una estructura ramificada, llamadas dendritas o árbol dendrítico (foto de abajo). El número de sinapsis, que se encuentran en la dendrita, 10-20 veces mayor que el número de sinapsis en el soma.



Las formas de los árboles dendríticas (Greg Stuart, Nelson Spruston, Michael Häusser) i>

Se ha encontrado que una neurona se comporta de manera diferente dependiendo de si las señales llegan a las sinapsis en uno o diferentes ramas dendríticas (Pastor GM, Brayton RK, Miller JP, Segev I., J. Rinzel, Rall W., 1985 ). Llegada simultánea de los impulsos en las sinapsis de una rama es significativamente mayor respuesta de la neurona de la señal distribuida a diferentes ramas.

Sobre la base de las observaciones de este tipo nació la hipótesis de que las ramas dendríticas pueden jugar el papel de detector de coincidencia (Softky, 1994). Su esencia es que las señales producidas en las ramas distantes del árbol dendrítico, para generar una neurona pico deben ser segmentos activos del árbol dendrítico, mintiendo en la señal de camino hacia el soma.

Este efecto se ha demostrado que las neuronas piramidales (Jarsky T., Alex Roxin A., Kath WL, Spruston N., 2005), pero se cree que algo así es peculiar de las neuronas y otros tipos.



Las fases de propagación de la señal en los segmentos apicales y las neuronas piramidales del hipocampo inclinadas. La señal se produce en el haz apical (punto rojo) y se extiende a los colaterales de Schaffer (punto verde). Señal en el lugar más próximo soma dendritas no permite la atenuación de la señal lejana distancia y contribuye a la espiga (Jarsky T., Alex Roxin A., Kath WL, Spruston N., 2005) i>

De propagación del impulso a lo largo de las dendritas es acompañado por su atenuación significativa. En teoría, el efecto de la sinapsis más distantes (distales) debe ser mucho menor que la influencia de cerca (proximal). Sin embargo, se ha demostrado que los mecanismos que recubre la contribución de dichas sinapsis, lo que resultó en el concepto de "sinapsis democracia» (Clifton C. Rumsey, LF Abbott, 2006). Sinapsis contribución de alineación a lo largo de las ramas de las ramas dendríticas pueden ser considerados como elementos lógicos independientes, cuyas señales son de alguna manera neurona procesado más. Esto significa que, en teoría, al cambiar la configuración de la dendrita y las neuronas soma de reacción se puede obtener con diferentes propiedades lógicas.

Por ejemplo, en el concepto popular de "memoria temporal jerárquica" Jeff Hawkins neuronas usando elementos autónomos modo "o" (abajo) que operan aplica.



La neurona modelo con un conjunto de elementos lógicos autónomas dendríticas en comparación con las neuronas piramidales (Hawkins, 2011) i>

Es apropiado asumir que las neuronas cerebrales reales opera con una variedad considerable de propiedades.

Ahora vamos a pasar, en realidad, a la descripción de la memoria asociativa del evento. Supongamos que tenemos dos tipos de neuronas, formando una costra plana. Campos receptivos de las neuronas cubren un área local de su entorno, donde ambos tipos de neuronas caen. Condicionalmente les sopló en dos capas, teniendo en cuenta las relaciones cruzadas de distribución.

Definimos las neuronas de la primera tipo tal que se onda se propaga identificador de información. Las neuronas del segundo tipo obligará aplica únicamente onda identificadores hipocampo (figura siguiente).



La propagación de dos ondas independientes sobre las neuronas con diferentes tipos de mediador i>

Para ello, disolver sus axones y receptores extrasinápticos utilizados por los mediadores (tabla a continuación). Tenga en cuenta que para configurar la propagación de las ondas de los receptores sinápticos no son importantes. Sinapsis th> Fuera de sinapsis th> Axon th> < Tipo 1 A A Tipo 2 B td > B características de neurotransmisores de las neuronas. La sensibilidad de los receptores y la liberación del axón i>

Con este ajuste, los receptores y mediadores ondean dos capas no se influyen mutuamente.

Ahora complicar las neuronas del segundo tipo, marca sus árboles dendríticos que consta de dos tipos de ramas, diferentes mediadores extrasinápticos. Al modelar las ramas homogéneas pueden combinarse y el permiso resultante con escala dendríticas, que operan en el principio "o" (tabla). segmento th> Sinapsis th> sinapsis exteriores th> Axon th> Tipo 1 A A Tipo 2 1 B B 2 td > A características de neurotransmisores de las neuronas. La sensibilidad de los receptores y la liberación del axón. Las neuronas del segundo tipo tienen dos segmentos dendrítica con receptores sensibles a diversos tipos de neurotransmisores i>

Supongamos que, si bien hubo una neuronal entrenada Así como la onda se propaga identificadores en las neuronas del segundo tipo fue bloqueada por el segundo segmento, que es sensible a la mediador "Alien". Toda la información necesaria para la formación de las olas en las neuronas del segundo tipo se depositará en la memoria extrasynaptic del primer segmento.

Ahora, si incluimos el segundo segmento, entonces van a empezar a memorizar los patrones de ondas que se propagan a lo largo de las neuronas del primer tipo. Suponemos que la memorización extrasynaptic llega en un momento en que la neurona genera un pico. En este caso, no fija instantánea de la actividad en las sinapsis, y acumulado a lo largo de todo el ciclo de propagación. Acumulación nos permitirá recordar el primer nivel fragmento de onda, aunque las fases de las ondas de dos niveles en un lugar de recordar no coinciden. Es decir, cuando el segundo nivel dará pico neurona, se bloqueará la actividad información de la imagen, incluso si fue hace algún tiempo.

Supongamos que tenemos un solo ciclo de la memorización. Todas las neuronas de segundo nivel, la actividad del hipocampo identificador de onda que se propaga en este ciclo, recuerde a sus fragmentos segundo segmento de la onda de información transmitida por las neuronas del primer tipo. Esto significa que si alguna vez nos repetimos la misma descripción de onda, todas las neuronas de segundo nivel, que reconocen esta imagen, se alza. El panorama general de estos picos se reproducirá el mismo identificador del hipocampo, que era en el momento de almacenar esta imagen información.

Por lo tanto, es posible almacenar una gran variedad de imágenes descriptivos. Repitiendo las respectivas descripciones de las neuronas de segundo nivel le dará la combinación total de todos los identificadores del hipocampo que caen bajo la descripción actual.

Es evidente que tal almacenamiento es extremadamente derrochadora. Recordamos cada imagen en las neuronas activas del segundo tipo. Mientras jugaba para el ID necesitamos sólo una pequeña área local, cómo iniciar una ola. Para remediar la situación, no vamos a recordar la información de onda en todas las neuronas activas del segundo tipo, sino sólo a los que caen en la actividad de alto evocado de las neuronas del primer tipo. Es decir, recordemos que la información es dualista. Es a la vez onda identificatorio, y los patrones de actividad evocada actividad. Danos un patrón de onda de memorizar y patrones indican el lugar para esto.

La forma más fácil de elegir el lugar de uno - es utilizar el mismo campo de actividad, que hemos utilizado para los patrones espaciales de la autoorganización. En tal configuración puede ser representada como de almacenamiento. En áreas de la corteza, donde la imagen de la información crea patrones de actividad evocada, formada campo de actividad. Todas las neuronas activas del segundo tipo, el hipocampo onda de propagación, por lo que el ámbito de actividad que superen un determinado umbral, fijado en el patrón de memoria extrasynaptic descrito por una ola de información.

El envío de información solicitud de onda, se obtiene la actividad de las neuronas del segundo tipo, aprendió esta petición. Los grupos locales de dichas neuronas del hipocampo irradiarán identificadores relacionados con todos los recuerdos asociados a esa solicitud.

Hemos mostrado cómo puede ser fijo e identificadores únicos para recuperar recuerdos. Anteriormente, hemos demostrado que si las neuronas Detectores de mantener el recuerdo de un documento de identidad tan única que puede recuperar las imágenes correspondientes a los puntos almacenados. La siguiente tabla muestra una posible configuración de mediadores para tal memoria. segmento th> Sinapsis th> Fuera de sinapsis th> Axon th> Tipo 1 1 A A 2 B Tipo 2 1 B B < / 2 A características de neurotransmisores de las neuronas. La sensibilidad de los receptores y la liberación del axón. Configuración conectado doblemente i>

Ajuste de la zona de almacenamiento a través del campo de actividad - bastante instrumento contundente. Hay algunas maneras obvias para mejorar el diseño. Por ejemplo, es posible a través del aprendizaje neuronas sinápticas del segundo tipo para crear a partir de estas áreas correspondientes a los conceptos situados en el lugar de la corteza. Utilizando el concepto de detector de coincidencia dendríticas, se puede hacer para que la actividad del concepto será fundamental, tanto para la grabación como para la generación de identificadores de retroalimentación recuerdos asociados a este concepto.

En general, la gran cantidad de herramientas que proporciona un modelo de onda de la corteza con neuronas multisection permite realizar diseño bastante complejo e interesante. Limitada hasta ya dado los esquemas más simples, a fin de no confundir a la narración.

Referencias

Continuación

Partes anteriores:
Parte 1. Neurona
Parte 2. Factores
Parte 3: Perceptrón, red de convolución
actividad Parte 4. Antecedentes
Parte 5. Las ondas cerebrales
Parte 6. proyecciones del sistema
Parte 7:
Persona-Ordenador Interfaz Parte 8: Asignación de los factores en las redes onda
Parte 9 patrones de detectores neuronales. Proyección posterior
Parte 10: la auto-organización espacial
Parte 11. redes neuronales dinámicas. Asociatividad
Parte 12. Huellas de la Memoria

Alex Redozubov (2014)

Fuente: habrahabr.ru/post/216301/