《联想记忆》ppt课件

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1、第五章聯想記憶5.1簡介(1)在大腦中可以找到聽覺、視覺、與運動等相關之區域，但找不到負責記憶的區域。對於負責記憶的區域，沒有一個完整且令人信服的理論可以說明個中原理。三種記憶的生理過程理論：(1)訊息乃物理性地被紀錄在神經元中。(2)訊息以電訊方式被傳導與儲存。(3)訊息改變了神經元的結構。5.1簡介(2)記憶可能是藉由神經元間的聯接形態來儲存，而非透過單一神經元本身的變化來紀錄。柏克萊大學的Rosenzwieg博士對於記憶所提出的理論─每當一個人學到一件新的事物時，神經元便改變它們的伸展範圍，使得訊息更容易透過相

2、關的突觸，而傳遞至相連接的神經元，新的聯結形成之後，舊的便消失，彼此消長之間，便形成所謂的記憶。史丹福大學的卡爾、帕瑞巴博士提出所謂的“全圖像理論(hologram)”─所有的記憶都被儲存在大腦的所有區域中，而任何一段片段便能夠使整體的記憶再現。摘自：大腦的秘密檔案洪蘭譯5.1簡介(3)人類的記憶，根據儲存的期間長短又分為三種：(1)立即計憶(immediatememory)；(2)短程記憶(short-termmemory)；(3)長程記憶(long-termmemory)。5.1簡介(4)立即計憶(immedia

3、tememory):(1)功能:使我們注意到淺在之變化，以進行連續性之活動。(2)容量:數以千計，總體印象。(3)時間:兩秒或更短。5.1簡介(5)短程記憶(short-termmemory)：(1)功能:使我們把東西連接在一起，創造情境並指定意義。(2)容量:七件事。(3)時間:三十秒到兩天。簡單實驗(1)EPGLAKS簡單實驗(2)LODTMXHRU簡單實驗(3)8DWOSUNZH簡單實驗(4)J9DTHXQ5.1簡介(6)長程記憶(long-termmemory):(1)功能:使我們記住事件(情節式型態epis

4、odic)及知識(語意式型態semantic)。(2)容量:無限。(3)時間:永久。5.1簡介(7)海馬體受損會影響記憶。內視丘負責記憶類型的最初統合。長期記憶是隨著前突觸末端的增加而出現，也與新關聯的建立有關。改善記性的方法：(1)利用聯想(2)置身於同樣情境(3)喝牛奶5.1簡介(8)有關記憶的三個重要歷程為：登錄(registration)：從各種外界的刺激中挑選出感興趣的訊息。保留(retention)：將所注意到的訊息，從短程記憶的強記，轉化成久儲存的長程記憶。提取(retrieve)：如何從大腦中提取所儲

5、存的資訊，主要是靠所謂的“聯想(associations)”。從1950年代開始，就有許許多多的學者專家，投注大量心血，希望能用類神經網路的模式來模擬聯想記憶，實現的方式可分為線性與非線性兩種。5.2線性聯想記憶(1)假設有一組輸入/輸出對，，xi與yi的維度分別為p和r。我們的目標是想將這N個輸入/輸出對，用聯想記憶的方式予以儲存起來，也就是說，當輸入為xi或是加了一些雜訊的xi+ni(代表雜訊)，輸出會是yi。一、網路學習二、網路回想圖5.1為實現線性聯想記憶的類神經網路示意圖。5.2線性聯想記憶(2)如果輸入彼

6、此之間為正規化正交(orthonormal)，即假設現在的輸入為xk，則網路的輸出為：假設xk只是長度為1的單位向量，那麼網路輸出可重寫為：其中k是所謂的“雜訊向量(noisevector)”或稱為“交互影響(crosstalk)”。如果鍵結值矩陣是由下式計算而得的，那麼這些雜訊向量k會降到最小：其中，以及X+稱為的虛擬反矩陣。範例5.1：聯想記憶(1)假設我們想要儲存以下三個輸入/輸出對：經由前述之公式可知如果網路現在的輸入是，那麼網路的輸出為5.3Hopfield網路(1)如果輸入及輸出向量都是由二元值（0與

7、1）或雙極值（-1與1）所構成的向量，那麼式(5.8)的輸出雜訊向量可以藉助下述的非線性轉換技術達到抑制雜訊的效果：(1)將輸出取閥值(thresholding)以及(2)將取閥值後的輸出，轉輸入回網路，然後重覆這兩項步驟直到收斂為止。這種有回授的類神經網路被稱為“循環類神經網路(recurrentneuralnetworks)”，而離散的Hopfield網路(discreteHopfieldnetworks)便是此種網路的代表。5.3Hopfield網路(2)一、網路學習:假設有N筆輸入向量要用自聯想的方式儲存至離

8、散Hopfield網路上或者圖5.2：離散的Hopfield網路。5.3Hopfield網路(3)二、網路回想假若此時有一輸入x進入此網路，我們將此時的輸入視做網路的初始輸出x(0)，緊接著，每個類神經元的後續輸出是由下式計算離散Hopfield網路是用非同步(asynchronization)的方式來變更類神經元的輸出，整個聯想過程可以用下列