Ассоциативная память / Хабр
Недавно вспомнил, как около года назад товарищ мне рассказывал про ассоциативную память. Помню тогда меня это не особо заинтересовало и сейчас почему то решил поиграться, так как штука довольно интересная. Ассоциативное ЗУ, АЗУ (англ. associative memory, content-addressable memory, CAM) — вид памяти, в котором адресация осуществляется на основе содержания данных, а не их местоположения, чем обеспечивается ускорение поиска необходимых записей (Материал из Википедии — свободной энциклопедии).АЗУ полезны и нужны для аппаратного ускорения поиска. Ведь любая задача поиска в конечном результате сводится к нахождению адреса ячейки памяти (для ускорения этого процесса данные сортируют, создают индексы и т.д.).
Логически АЗУ можно реализовать с помощью нейронной сети с обратной связью (например ). Такая нейронная сеть будет выдавать нам нужные данные если на вход ей подать часть данных, либо зашумленные данные (используют для распознавания текстов).
Ниже хочу привести пример немного другого подхода. Итак, допустим нам нужно поставить в соответствие две последовательности бит (возьмем 4-х разрядные числа для простоты):
1101 > 1000
1001 > 1100
Строим для каждого соответствия матрицу:
Метод построения предельно прост. Левый столбец — это первое значение, нижняя строка — это соответствие. На пересечениях мы выполняем логическую операцию AND текущих битов.
Теперь объединим матрицы операцией OR (Rezult[i, j] = A1[i, j] OR A2[i, j]).
Эта ассоциативная матрица(АМ) хранит наши два соответствия 1101 > 1000 и 1001 > 1100.
Теперь извлечем данные. Например, нам нужно найти чему соответствует 1001.
Запишем 1001 слева от АМ, и логически умножим получившийся столбец на каждый столбец АМ.
В полученной матрице, просуммируем столбцы и запишем результаты в нижней строке.
В полученной строке (2200) найдем наибольшее число (в нашем примере это будет 2) и в соответствующих битах запишем 1, а в остальных — 0.
Также можно получить обратное соответствие, если 1100 записать снизу и умножить на каждую строку, то по аналогии найдем в столбце исходное соответствие. В примерах выше, мы работали с четырехбитными числами. Но самое интересное то, что данный подход можно реализовать в виде N-мерной матрицы и хранить (N-1) мерные данные. Например можно сделать 3-х мерную матрицу, которая будет помнить соответствия 2-х мерных черно-белых картинок. И самое главное — такие матрицы легко реализовать в железе. Самый главный недостаток — это низкий объем памяти матрицы. Если в нашу матрицу записать штук 5–6 соответствий, то система начнет путаться и выдавать неверные значения.
Ассоциативная память. Развитие ассоциативной памяти
Характеристика и особенности ассоциативной памяти. Развитие ассоциативной памяти.
Нашей памяти присуща ассоциативность. Это выражается в том, что отдельное воспоминание может вызвать в памяти другое, другое – третье, и т.д., заставляя или позволяя мыслям по цепочке мысленных ассоциаций двигаться от одного к другому. Ассоциативная память представляет собой связь между обстоятельствами и представлениями отдельного человека. Ассоциации – своего рода незримые крючки, извлекающие из глубин накопленного в памяти опыта, обстоятельств, представлений пережитые моменты (то, что было) и связывающие с тем, что нужно запомнить.
В психологии существует несколько направлений, связанных с памятью. Основные среди них – ассоциативная, бихевиористическая, когнитивная, деятельностная. Все они сходятся в том, что память – это процесс запоминания, сохранения и воспроизведения информации и её забывания и в том, что память – основа в процессе становления личности.
В то же время, исходя из своих принципов, каждая из теорий памяти по-своему объясняет суть и закономерности этого процесса.
Одна из таких теорий – ассоциативная теория памяти. Она исходит из представления, что ассоциация – не что иное как связь, имеющая место между психическими явлениями. Такие связи при запоминании устанавливаются между частями запоминаемого или воспроизводимого материала. Дело в том, что в процессе припоминания человек всегда ищет какие-то связи, установленные между тем материалом, который имеется и тем, который необходимо воспроизвести.
Были выявлены некоторые закономерности, на основе которых образуются ассоциации:
— По смежности. Она имеет место в том случае, если воспринимаемый образ ассоциируется с прошлыми пережитыми представлениями или с теми, которые были одновременно пережиты, связаны с данным образом, то есть на основе объединения с предыдущим материалом. Например, вспомнив свою школу, скорее всего, мы вспомним и классную руководительницу или школьного друга и связанные с ними эмоции, а вспомнив коллегу по работе, возможно, вспомним, что следующая суббота – рабочая, и нужно не забыть установить будильник на утро выходного дня.
— По схожести. Замечали, что, например, некоторые люди кого-то напоминают? Может, Вам случалось, взглянув на незнакомого человека, найти в нем некий «типаж» или обнаружить, что его черты (лицо, манера поведения, осанка и т.д.) Вам запомнятся, поскольку он похож на…? Например, неуклюжий, лохматый, с переваливающейся походкой – как медведь; маленькая, невзрачная, пугливая и беззащитная с виду – как воробушек; яркий, важный, с расправленными плечами и медленными важными движениями – как павлин.
— По контрасту. Нам очень легко ассоциировать «белое — чёрное», «добрый — злой», «толстый — тощий». Их тоже производит наша ассоциативная память и использует для закрепления образа. В этом случае воспринимаемые образы извлекают из сознания противоположные представления. Так, столкнувшись с раздражённой соседкой, Вы вспоминаете, какой спокойной кажется её сестра.
Недостаток ассоциативной теории памяти заключается в том, что она не объясняет такую важную характеристику как выборочность памяти (ведь ассоциативный материал не всегда хорошо запоминается). Кроме того, она не учитывает, что процессы памяти находятся в зависимости от организации запоминаемого материала.
Развитие ассоциативной памяти, как и ассоциативного мышления, очень важно: ассоциации помогают нам запоминать и вспоминать, генерировать идеи. Ассоциативная память позволяет запоминать не связанные друг с другом слова и сложные тексты, благодаря ей мы легче извлекаем из памяти нужную информацию и, чем обширнее сеть ассоциативных связей, тем лучше она запоминается и тем легче припоминается при необходимости. Наши суждения о том или ином вопросе, наши взгляды, вкусы, система ценностей основываются на ассоциативной памяти. С ней также связано наше мышление, восприятие мира и принятие решений.
Как улучшить память взрослому человеку?Тренируется ассоциативная память путем связывания известной, уже усвоенной информации с новым материалом. Для развития ассоциативной памяти можно использовать, например, такое упражнение:
1. Подготовьте 2 листа бумаги и ручку. На 1 листе в столбик по вертикали впишите все натуральные числа от 1 до 100.
2. Выберите любые 10-15 из них, с которыми у Вас связаны стойкие ассоциации, и выпишите их в произвольном порядке на 2 лист. Например, 8 – снеговик, 17 – номер Вашей любимой маршрутки, 18 – возраст совершеннолетия в стране, в которой Вы живете (если это так), и т.д. После того, как закончите работу, подождите 5-7 минут, возьмите 1 листок с числами и запишите все события, которые запомнили, напротив соответствующего числа.
3. В следующий раз проделайте то же с другими, не задействованными прежде числами. Не форсируйте события, не слишком подгоняйте себя поначалу, постарайтесь максимально удачно подобрать такую ассоциацию, которая надежно займёт свое место в списке.
4. Когда весь список чисел будет заполнен, проверьте себя, указав все ассоциации, связанные с числами от 1 до 100.
Помимо того, что потренировали память, Вы создали дополнительные ассоциации, которые помогут при необходимости запоминать коды, номера телефонов и т.д. Просто постарайтесь использовать свои личные ассоциации, не боясь привлекать образы. Например, 40 можно запомнить, представив 4 как квадрат, «телевизор» и 0 как вписанный в него круг, «колобок». Получится смешная ассоциация «колобок в телевизоре». Придумайте свои ассоциации, приемлемые именно для Вас.
Говоря о развитии памяти, необходимо отметить, что она неразрывно связана с вниманием, ведь без сосредоточения внимания на объекте мы не переместим его даже в кратковременную память. Хорошая работа памяти предполагает высокую активность нейронов, слаженную работу когнитивных (познавательных) функций мозга.
Память и внимание, восприятие и мышление – функции мозга, которые подлежат тренировке и развитию. Благодаря регулярным упражнениям можно ощутимо улучшить свои способности, и лучше отдать предпочтение регулярным комплексным занятиям с постепенно нарастающей нагрузкой. Например, для этой цели удобно использовать занятия с использованием упражнений на память и внимание которые присутствуют на нашем сайте.
Желаем Вам успехов в саморазвитии!
Поделиться
FacebookTwitterRedditPinterestLinkedInStumbleUponvKontakte
Новое исследование «вынюхивает», как формируются ассоциативные воспоминания — UCI News
Ирвин, Калифорния, 22 сентября 2021 г. — Запах свежеиспеченного шоколадного печенья когда-нибудь возвращал вас в послеобеденное время в дом вашей бабушки? Навевает ли когда-нибудь старая песня воспоминания о первом свидании? Способность запоминать отношения между не связанными между собой элементами (запах и место, песня и событие) известна как ассоциативная память.
Психологи начали изучать ассоциативную память в 1800-х годах, когда Уильям Джеймс описал это явление в своей книге «189».0 classic Основы психологии. Современные ученые согласны с тем, что структуры, ответственные за формирование ассоциативной памяти, находятся в медиальной височной доле, или в знаменитом «центре памяти» мозга, но конкретные задействованные клетки и то, как эти клетки контролируются, до сих пор остаются загадкой.
Нейробиологи из Калифорнийского университета в Ирвине обнаружили в центре памяти мозга особые типы нейронов, отвечающие за приобретение новых ассоциативных воспоминаний. Кроме того, они обнаружили, как контролируются эти нейроны ассоциативной памяти. Мы полагаемся на ассоциативные воспоминания в повседневной жизни, и это исследование является важным шагом в понимании подробного механизма того, как эти типы воспоминаний формируются в мозгу.
«Хотя ассоциативная память является одной из самых основных форм памяти в нашей повседневной жизни, механизмы, лежащие в основе ассоциативной памяти, остаются неясными», — сказал ведущий исследователь Кей Игараши, научный сотрудник Центра нейробиологии обучения и памяти и доцент анатомии и нейробиологии в Медицинской школе UCI.
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature , впервые сообщается, что особые клетки латеральной энторинальной коры медиальной височной доли, называемые веерными клетками, необходимы для приобретения новых ассоциативных воспоминаний и что эти клетки контролируются дофамином, химическим веществом мозга, которое, как известно, участвует в нашем переживании удовольствия или вознаграждения.
В ходе исследования исследователи использовали электрофизиологические записи и оптогенетику для записи и контроля активности веерных клеток у мышей, когда они учатся связывать определенные запахи с вознаграждением. Этот подход привел исследователей к открытию, что веерные клетки вычисляют и представляют ассоциацию двух новых несвязанных элементов (запах и награда). Эти веерные клетки необходимы для успешного приобретения новых ассоциативных воспоминаний. Без этих ячеек можно восстановить предварительно изученные ассоциации, но нельзя получить новые ассоциации. Кроме того, для приобретения новых ассоциаций также требуется дофамин.
«Мы никак не ожидали, что дофамин задействован в цепи памяти. Однако, когда накопились доказательства, постепенно стало ясно, что замешан дофамин», — сказал Игараши. «Эти эксперименты были для нас как детективная история, и мы в восторге от результатов».
Это открытие является важной частью головоломки понимания того, как в мозгу формируются воспоминания, и закладывает фундамент, на котором другие исследователи могут продолжать работу. Известно, что способности ассоциативной памяти снижаются при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера. Понимание нейробиологического механизма формирования этих воспоминаний является первым шагом к разработке терапевтических средств для замедления потери способностей ассоциативной памяти при болезни Альцгеймера.
В исследовательскую группу также входили Джейсон Ю. Ли, Хичхоль Джун, Сёго Сома, Томоаки Наказоно, Каори Шираива, Ананья Дасгупта, Тацуки Накагава, Джиаюн Л. Се, Жасмин Чавес, Родриго Ромо и Сандра Юнгблут из отделения анатомии и нейробиологии UCI; и Мейко Хагихара и Коши Мурата, отдел структуры и функций мозга, Университет Фукуи, Япония.
Эта работа была поддержана грантами Национального института здравоохранения (номера наград R01Mh221736, R01AG063864, R01AG066806), грантом PRESTO Японского агентства по науке и технологиям (JPMJPR1681), грантом Фэй-Франка Фонда исследований мозга (BRFSG-2017-04), исследовательским грантом Фонда Уайтхолла (201 7-08-01), исследовательский грант Фонда BrightFocus (A2019380S), исследовательский грант Ассоциации Альцгеймера (AARG-17-532932) и награду исследователя нового зрения (CCAD201902) Кей Игараши. Хичоль Джун был поддержан Калифорнийским университетом, Ирвинской программой обучения ученых-медиков (MSTP) (T32GM008620) и грантом NIH F31 (1F31AG069500).
О Центре нейробиологии обучения и памяти: Основанный в 1983 году регентами Калифорнийского университета во главе с Джеймсом Л. Макгоу в качестве его директора-основателя, CNLM является первым научно-исследовательским институтом в мире, занимающимся междисциплинарным изучением фундаментальных мозговых механизмов обучения и памяти. Ему приписывают многочисленные основополагающие открытия о том, как работает память, и он признан мировым лидером в этой области. Под руководством директора Майкла Яссы CNLM является домом для более чем 120 ученых-преподавателей UCI и других университетов. Центр также разработал ряд успешных программ обучения нейробиологии на всех уровнях и глубоко привержен расширению разнообразия и вовлеченности в академические круги. Для получения дополнительной информации о CNLM посетите сайт cnlm. uci.edu.
О кафедре анатомии и нейробиологии: Кафедра анатомии и нейробиологии Медицинской школы Калифорнийского университета в Ирвине, основанная в 1968 году, является ведущим в мире отделением неврологии под руководством заведующей кафедрой Кристин Галл, где открытия на молекулярном, анатомическом и физиологическом уровнях органично интегрируются в разработку новых методов лечения неврологических заболеваний. https://www.anatomy.uci.edu/
О Калифорнийском университете в Ирвине: UCI, основанный в 1965 году, является самым молодым членом престижной Ассоциации американских университетов и входит в десятку лучших государственных университетов страны по версии U.S. News & World Report . Кампус подготовил трех нобелевских лауреатов и известен своими академическими достижениями, ведущими исследованиями, инновациями и талисманом-муравьедом. Под руководством канцлера Ховарда Гиллмана в UCI обучается более 36 000 студентов, и он предлагает 224 программы на получение степени. Он расположен в одном из самых безопасных и экономически динамичных сообществ в мире и является вторым по величине работодателем в округе Ориндж, ежегодно внося 7 миллиардов долларов в местную экономику и 8 миллиардов долларов по всему штату. Чтобы узнать больше о UCI, посетите сайт www.uci.edu.
Доступ к средствам массовой информации: Радиопрограммы/станции могут за определенную плату использовать линию ISDN на территории кампуса для интервью с преподавателями и экспертами UCI, при условии наличия и одобрения университета. Чтобы узнать больше новостей UCI, посетите сайт wp.communications.uci.edu. Дополнительные ресурсы для журналистов можно найти на сайте Communications.uci.edu/for-journalists.
Ассоциативные обучающие сигналы в мозгу
Обзор
. 2008;169:305-20. дои: 10.1016/S0079-6123(07)00019-2.Венди Сузуки 1
принадлежность
- 1 Центр нейронных наук, Нью-Йоркский университет, Нью-Йорк, NY 10003, США. [email protected]
- PMID: 18394483
- DOI: 10.1016/С0079-6123(07)00019-2
Обзор
Венди Сузуки. Прог Мозг Res. 2008.
. 2008;169:305-20. doi: 10.1016/S0079-6123(07)00019-2.Автор
Венди Сузуки 1
принадлежность
- 1 Центр нейронных наук, Нью-Йоркский университет, Нью-Йорк, NY 10003, США. [email protected]
- PMID: 18394483
- DOI:
10.
Абстрактный
Ассоциативная память определяется как память на отношения между двумя изначально не связанными элементами, такими как имя и незнакомое лицо. Ассоциативная память является не только одной из наиболее распространенных форм памяти, используемых в повседневных ситуациях, но и сильно зависит от структур медиальной височной доли (MTL). Цель этой главы — рассмотреть паттерны нейронной активности, лежащие в основе формирования новых ассоциативных воспоминаний в MTL, а также изучить, как другие области вне MTL участвуют в процессе обучения. Другие области, участвующие в различных аспектах ассоциативного обучения, включают связанные с моторикой области лобной доли, префронтальной коры и полосатого тела. Будет обсуждаться вопрос о том, как MTL и другие корковые и подкорковые структуры могут взаимодействовать во время ассоциативного обучения.
Похожие статьи
- Активация медиальной височной доли во время кодирования ассоциативной памяти для произвольных и семантически связанных пар объектов.
Ахим А.М., Бертран М.С., Монтойя А., Малла А.К., Лепаж М. Ахим А.М. и др. Мозг Res. 2007 3 августа; 1161: 46-55. doi: 10.1016/j.brainres.2007.05.046. Epub 2007 2 июня. Мозг Res. 2007. PMID: 17604009
- Активация медиальной височной доли во время кодирования и поиска новых пар лиц и имен.
Кирван CB, Старк CE. Кирван С.Б. и др. Гиппокамп. 2004;14(7):919-30. doi: 10.1002/hipo.20014. Гиппокамп. 2004. PMID: 15382260 Бесплатная статья ЧВК. Клиническое испытание.
- Исследование нейронных коррелятов формирования ассоциативной памяти: параметрически проанализированное функциональное МРТ-исследование, связанное с событиями.
Тендолкар И., Арнольд Дж., Петерссон К.М., Вайс С., Анке Брокхаус-Думке, ван Эйндховен П. , Буителаар Дж., Фернандес Г. Тендолкар I и др. Мозг Res. 2007 20 апреля; 1142:159-68. doi: 10.1016/j.brainres.2007.01.040. Epub 2007, 20 января. Мозг Res. 2007. PMID: 17306237
- Интеграция ассоциативных обучающих сигналов в головном мозге.
Сузуки, Вашингтон. Судзуки В.А. Гиппокамп. 2007;17(9):842-50. doi: 10.1002/hipo.20321. Гиппокамп. 2007. PMID: 17598153 Обзор.
- Ассоциативная память и медиальные височные доли.
Майес А., Монтальди Д., Миго Э. Мэйс А. и соавт. Тенденции Cogn Sci. 2007 март; 11(3):126-35. doi: 10.1016/j.tics.2006.12.003. Epub 2007, 31 января. Тенденции Cogn Sci. 2007. PMID: 17270487 Обзор.
Посмотреть все похожие статьи
Цитируется
- Изучение иностранного языка у пожилых людей: анатомические и когнитивные маркеры успеха в изучении словарного запаса.
Fong MC, Ma MK, Chui JYT, Law TST, Hui NY, Au A, Wang WS. Фонг М.С. и др. Передний шум нейронов. 2022 7 марта; 16:787413. doi: 10.3389/fnhum.2022.787413. Электронная коллекция 2022. Передний шум нейронов. 2022. PMID: 35340542 Бесплатная статья ЧВК.
- Изучение второго языка у пожилых людей: влияние на структуру мозга и предикторы успеха в обучении.
Нильссон Дж., Берггрен Р., Гарсон Б., Лебедев А.В., Лёвден М. Нильссон Дж. и др. Front Aging Neurosci. 2021 3 июня; 13:666851. doi: 10.3389/fnagi.2021.666851. Электронная коллекция 2021. Front Aging Neurosci. 2021. PMID: 34149398 Бесплатная статья ЧВК.
- Поиск основных единиц в следах памяти: ассоциативные ячейки памяти.
Ван Дж.Х. Ван Дж.
F1000рез. 2019 12 апр; 8:457. doi: 10.12688/f1000research.18771.1. Электронная коллекция 2019. F1000рез. 2019. PMID: 31119033 Бесплатная статья ЧВК. Обзор. - Координированная пластичность среди глутаматергических и ГАМКергических нейронов и синапсов в коре головного мозга коррелирует с эффективностью обучения.
Чжао С., Хуан Л., Го Р., Лю И., Чжао С., Гуань С., Гэ Р., Цуй С., Ван С., Ван Дж. Х. Чжао X и др. Неврологи передней клетки. 2017 июл 26;11:221. doi: 10.3389/fncel.2017.00221. Электронная коллекция 2017. Неврологи передней клетки. 2017. PMID: 28798668 Бесплатная статья ЧВК.
- Угасание ассоциативной памяти сопровождается снижением пластичности моторных нейронов коры и стойкой пластичностью сенсорных нейронов коры.
Го Р., Гэ Р., Чжао С.