两个记忆系统

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两个记忆系统

人的大脑存在皮质记忆系统与海马相关记忆系统这两记忆系统,我在注意力问题的系统讨论及拟人智能的实现中都论述了两个记忆系统的问题。对大脑皮质这个记忆系统资料较多,而对海马相关中枢这个记忆系统的资料相对较少。我为什么那样设置,说明的不够,这里我进将一步说明,再结合我的注意力问题的系统讨论及其它的一些文章,我想,对于我为什么那样设置两个记忆系统大家应该比较容易理解了。
生命要能更好的适应多变的环境,就不能只有简单的条件反射样的行为。因而,生命进化到一定程度后就必然具有目的,具有逃避惩罚追求奖赏的目的,就会有执行这一功能的目的中枢。
相对完善的完成目的的能力,能使高等生物完成各种复杂的任务以更好的适应环境。要具有能很好的适应复杂的环境的目的及相应能力,需要复杂的记忆与回忆能力,及对象反应特点等,要求皮质中枢具有某些特点,而这些特点决定了目的对象与主注意对象的兴奋在皮质中枢不能完美共存,也就决定了必然有两个记忆系统。下面讨论之。
2.1目的对象的易化
易化兴奋特点1。
对于生命来说,要完成目的就需要相应的思想﹑行为的发生,就需要神经中枢中控制它们的相应的神经通路发生选择性兴奋,这是通过回忆来实现的。这些回忆都应是由目的对象诱发,需要围绕目的进行回忆(如果不是由目的目的诱发与目的相关的思想行为,在需要实现目的的时候,生物会“开小差”去做别的事情,显然不利于目的的完成,不利于生存)。
根据神经的联系特点可知,目的对象对应的神经通路与这些思想行为所对应的神经通路之间应存在记忆联系,且这些思想行为所对应的神经通路在完成目的的过程中被目的所对应的神经通路所易化。在完成目的的过程中这些思想行为所对应的神经(包括一些与完成目的相关的神经通路之间记忆联系较弱的记忆)相对于其它的神经通路只有更易被兴奋,才能被选择兴奋。也就是说,它们应受到额外的易化,这种额外的易化使在完成目的的某个过程中,在正兴奋的神经通路存在多种兴奋方向的情况下,而选择那个与完成目的有关的方向(包括与正兴奋的神经通路的记忆联系较弱的记忆)。(例子,图),这种额外的易化,会是谁提供的呢,既然它们都与目的相关且只有目的对象与它们在完成目的过程中的所有与目的有关的兴奋都相关,因而只有目的对象能提供这种易化(如果有另一个对象能提供这种易化,那么这些兴奋都会与另一个对象相关,都会围绕另一个对象所对应的神经兴奋)。因而,根据神经兴奋联系的特点可知,目的对象所对应的神经通路只有与这些思想行为所对应的神经通路存在记忆联系且在完成目的的过程中始终强烈兴奋才能提供这种强烈易化。图
 
 
 

主注意目的对象

与完成主注意目的有关的记忆

兴奋性记忆联系

 
 
 
 
 
 
 
 

 
易化特点2。
主注意目的对象对相关的记忆的易化具有什么特点呢?与完成这个目的相关的神经通路的记忆联系越强的神经所受到的易化应越弱(在完成目的的过程中,那些只需要较弱易化或不需要易化都能兴奋的神经通路如果都始终获得强的易化,就需要占用过多的资源,在严酷的环境下,从适者生存的角度讲是不利于生存的),而记忆联系越弱的受到的易化应越强(否则便便无法被回忆起来),但那些与目的没有多大关系且记忆联系弱的,不应受到的额外的易化(这样才不会兴奋)。这些神经的额外的易化可通过主注意目的对象与亚主注意目的对象的直接或间接易化来获得。
如果只存在一个记忆系统,要实现上诉的易化特点,那么这个记忆系统中的一个对象所对应的神经通路与其他对象所对应的神经通路之间,即要存在强的记忆联系,又要存在弱的记忆联系显然是自相矛盾的。
2.2主注意对象与主注意目的对象不能共存
高等生物要对外界危险对象做出正确反应,首先要区分出危险对象,要区分众多的外界对象,就要神经通路的兴奋能够特异的反应外界对象,这就要求对象兴奋,这样才能反应与区分外界刺激对象(如果不是与刺激对象相对应的神经通路兴奋,又如何反应与区分对象呢?)。反应是对刺激对象的反应。所谓区分某一对象,首先就是与这一对象所联系的记忆要能被回忆,根据神经的兴奋特点可知(可具体的举例说明),由一对象进行回忆时,应主要是与这一对象相对应的神经通路兴奋,如果与其它对象相对应的神经通路也能同样成为主要兴奋,便不易回忆起与这一对象(它可能对生存至关重要)相联系的记忆内容(或回忆是有缺陷的)相关的内容,就不能很好的区分危险对象,不利于生存(同时见我的注意力问题的系统讨论中关于一次只能注意一个对象的讨论)。所以高级生命对外界对象的反应是对象反应,即主要是与对象相对应的神经通路兴奋。一次只有一个主要的兴奋对象,它便是主注意对象(回忆与区分所需)。
相对完善的,能记忆、回忆大量对象的记忆系统应具有并行记忆回忆的特点,且只有一个主注意对象。在这个记忆系统的一个感觉中枢中如果主注意对象兴奋,就会只能、主要有一个主注意对象所对应的神经通路兴奋。如果主注意对象与目的对象都在这一个记忆系统中兴奋,它们必然会经常在一感觉中枢中同时强烈兴奋(两个对象在一个并行系统中同时强烈兴奋,这样的兴奋便难于代表任意一个对象),这与这个记忆系统的兴奋特点相违背。
因而,根据上面的讨论及主注意对象、主注意目的对象的特点可知,必然存在两个记忆中枢,而主注意目的对象由于它的兴奋记忆特点,不应在具有与皮质中枢相似功能的中枢兴奋(否则会影响主注意目的对象的功能发挥),而主注意对象可在与皮质中枢功能相似的中枢兴奋。
2.3另一个中枢的主注意目的对象如何才能易化皮质中枢的神经呢?
1、我的方法。
比较简单直接的方法是我在注意力问题的系统讨论及拟人智能的实现这些文章中所设计的方法,就是有两个记忆系统,一个是皮质记忆系统,一个是海马相关记忆系统,海马相关记忆系统的记忆特点是,与目的相关的神经通路如果在皮质与其它相关的神经通路记忆联系强,则对应的神经通路在这里记忆联系弱,在皮质记忆联系弱,对应的不易兴奋的且与目的关系密切的神经通路所受到的易化强,关系弱的不会受到强的易化。这样的记忆在学习完成目的的过程中,通过奖惩学习获得存在,然后在每次完成目的的过程中,直接兴奋即可,迅速而直接,不需要复杂的转换。
2、其它可能的方法。图举例说明
在另一个中枢对某对象的兴奋记忆特点如果与皮质中枢的相似,其结果会与皮质一样,那些记忆联系越弱的越不易兴奋。或通过计算的对应转换使那些与记忆联系强的受到的易化弱,而弱的受到的易化强,而那些记忆联系弱且与目的关系不大的,不应受到强的易化,如何计算呢?总之是一个复杂的消耗过程。会影响生物在完成目的的过程中的响应速度。图更具体说明。
如果,主注意目的对象直接与皮质中枢的相关神经通路建立记忆联系。但神经的记忆特点是,那些兴奋越强的神经通路之间的记忆联系越强,显然,这样所形成的记忆,无法产生目的所需要的易化特点。
如果主注意目的对象与皮质中枢的相关神经通路之间的兴奋通过转换后再记忆,又如何保证回忆时兴奋的就是记忆时兴奋的呢?对于计算机来说能通过一定的计算来获得,但生命的神经系统如何获得呢,一个兴奋性突触的记忆特点一般是兴奋的越强记忆越强,我们如何改变这个规则呢?比较复杂,也需要额外的进化……。与我所述的方法相比更复杂,更不易进化产生,可能根本就不能进化产生。即使用计算机模拟也非常困难。因而这种方法可能一般不会通过进化选择产生。
而且,这个主注意目的对象所组成的神经集合及选择出来的主注意对象、亚主注意对象所对应的神经通路,共同组成一个系统其容量与我所述的第一记忆系统的容量不相上下,根据神经系统的联系特点,这个集合内的神经相互之间存在纤维联系是正常的,也就是说能相互建立记忆联系。能容易的形成我所述的第一记忆系统的联系,既然能方便的形成我所述第一记忆系统的联系,为什么还画蛇添足呢?(这种直接的联系不仅是我所述的两个记忆系统之间的对应联系,而联系更广泛,一个对象与所有的对象都有联系)。综上所述,这种联系需要多个额外的进化,同时消耗更多的资源,不利于生存竞争。
小结
综上所述,我在注意力问题的系统讨论中所述的两个记忆系统相对其它的实现复杂而完善的目的的方式来说要么更易进化产生,要么更能适应环境。
在两个记忆系统的记忆强弱都是根据兴奋的强弱来计算的。但在状态中枢兴奋的强弱主要是由对象与奖惩的关系决定,奖惩越强则兴奋的越强,分配的注意力也越多。与状态中枢中其它兴奋的记忆联系也越强。
当在完成目的的过程中如果一个动作不熟练(就会带来惩罚),就需要分配额外的注意力,需要成为亚主注意目的对象,需要奖惩预期,它的兴奋也就强,与主注意目的建立的记忆也就强。
当动作熟练到一定程度后后,在主注意目的对象的易化下,动作就能熟练完成,不需要成为亚主注意对象(不带来惩罚),它的兴奋也就相对弱,与主注意目的对象之间的记忆联系也就弱,加上遗忘的作用,主注意目的对象与它的记忆联系也会越来越弱。
这种记忆遗忘模式在注意力资源有限的情况下,是多任务的基础。