Глава 4. Обучение, память и ассоциации

4.1. Кратковременная память человека (Ляховецкий)

На 5-м семинаре к.т.н. Ляховецкий В.А. (лаб. Физиологии движений ИФ РАН им. И.П. Павлова) выступил с докладом «Кратковременная память человека».

В основе моделей информационных процессов, протекающих в кратковременной памяти человека, часто лежит стек или искусственная нейронная сеть. В зависимости от типа модели для достижения подобия между свойствами модели и некоторыми свойствами памяти используют различные приемы. Модели различного типа позволяют качественно объяснить такие психологические феномены, как:

• небольшая емкость кратковременной памяти;
• различная емкость памяти человека в зависимости от решаемой задачи (воспроизведение / узнавание);
• способность человека совершать ошибки при воспроизведении запомненного и знать, что ошибка совершена;
• способность человека совершать повторные ошибки.

Моделирование процессов, происходящих при тренировке памяти (заучивание материала, обучению запоминанию), сопряжено с большими сложностями. Отчасти потому, что в психофизиологическом опыте чрезвычайно сложно выявить, какие именно признаки объектов окружающего мира «отбираются» для сохранения в памяти человека и как меняется состав этих признаков при тренировке.

Источник: Ляховецкий В.А., 5-й семинар (article_0035.md).

4.2. Векторное и позиционное кодирование движений

В докладе Ляховецкого рассмотрена методика изучения кратковременной моторной памяти человека, позволяющая исследовать роль различных признаков (координаты рабочей точки / характеристики вектора движения) при запоминании последовательности движений левой и правой руки.

На основе анализа результатов опытов можно заключить, что:

• при работе правой руки превалирует систему векторного кодирования (запоминаются направление и длина перемещения);
• при запоминании движений левой руки одновременно применяются и система векторного, и система позиционного кодирования.

На базе математического аппарата нейронных сетей типа гетероассоциативная память была разработана модель, позволяющая воспроизвести распределения ошибок при однократном воспроизведении запомненной последовательности движений левой и правой руки. При моделировании запоминания движений правой руки использовалось векторное кодирование, при моделировании запоминания движений левой руки — и позиционное, и векторное кодирование.

Предложенная нейросетевая модель не в состоянии количественно объяснить более сложные явления — динамику обучения при долговременной тренировке, влияние правил организации последовательности движений на качество запоминания. По-видимому, для совершенствования модели необходимо проведение дополнительных психологических опытов, направленные на формализацию внутренних представлений последовательности движений.

Источник: Ляховецкий В.А., 5-й семинар (article_0035.md).

4.3. Простая модель памяти: система с дифференцированной информацией (Неверов)

А.С. Неверов предложил «простую модель памяти» — «систему с дифференцированной информацией», основанную на модели системы с управлением способом обратной связи («системы с управлением О.С.»).

Представления об объективности систем основаны на сопоставлении фактов двух родов: фактов, свидетельствующих существование систем, и фактов, свидетельствующих неравенство среды и системы. Такими фактами являются факты о связях. Материалистическое понимание систем — взгляд на систему с точки зрения её связей.

Особенность «скрытой» связи — её характер и природа противоположны характеру и природе связей среды и системы. Если среда имеет беспорядочный характер, хаотическую природу, то возникновение системы — проявление «скрытой» связи противоположного характера, иной природы — упорядоченной, закономерной связи.

Фундаментальный механизм управления — управление способом обратной связи. Простейшая модель его — «контур управления», «контур обратной связи». Это модель сложной системы из двух подсистем. Постоянная иерархия (одна из подсистем управляющая, а другая — управляемая) обеспечена противоположным характером связей.

«Система с управлением О.С.» развивается в «систему с дифференцированной информацией» по тем же причинам, по которым возникает sama. Постоянная иерархия подсистем служит основой дальнейшего развития сложной системы.

В ходе продолжительного развития происходит согласование, синхронизация проявлений каждой подсистемы. В результате во взаимодействии проявляется гиперцикл — цикл циклов. Цикличность сложной системы сочетается с цикличностью каждой подсистемы в единой общей цикличности.

В «системе с дифференцированной информацией» могут возникать временные иерархии подсистем — временное прекращение циклического взаимодействия подсистем при сохранении каждой подсистемой её собственной цикличности.

Возможно всего 4 варианта временной иерархии подсистем, каждым из которых может быть представлено одно из проявлений памяти:

Проявление памяти	Временная иерархия подсистем	Частные случаи моделей
Забывание	«В» - «П» - «Н» - «Л»	Универсальная машина Тьюринга, модель ультрастабильности Эшби
Внимание	«П» - «Н» - «Л» - «В»	Модель канала связи Шеннона-Уивера (математическая теория связи)
Вспоминание	«Н» - «Л» - «В» - «П»	Системы автоматического управления, теория игр, теория измерений, теория катастроф
Узнавание	«Л» - «В» - «П» - «Н»	Программное управление, распознавание образов, прогноз

Источник: Неверов А.С., «Простая модель памяти: сложная система с дифференцированной информацией» (prostaia-model-pamyati-5-9.md, prostaia-model-pamyati-5-10.md).

4.4. Модель Фрейда — Юнга (Неверов)

А.С. Неверовпредложил «модель Фрейда — Юнга» как одну из удачных попыток познать и смоделировать психические явления.

Модель Фрейда

• Разделение всех психических явлений на сознание и «бессознательное».
• Классификация здесь одновременно является принципом классификации — в одной формуле.
• Фрейд отказался от моделирования сознательных психических явлений вообще, чтобы избежать «модели моделирования», «отражения отражением самого себя».
• Модель Фрейда — иерархия психических явлений: сознание относительно самостоятельно, но не может существовать без связей с «бессознательным».
• Выделены «Оно», «Я», «Сверх-Я».

Модель Юнга

• Юнг дополнил модель Фрейда идеей о четырёх дифференцированных психических функциях: мышление, интуиция (предчувствие, бессознательное восприятие), чувство, ощущение.
• «Дифференцированные» потому, что каждая из них нисколько не совпадает с каждой из остальных трёх.
• Человек может обладать только одной дифференцированной психической функцией — какой-то из четырёх перечисленных.
• Юнг ввёл представление о «психологических типах» через типы функционирования сознания.
• Модель Фрейда — «структурная», модель Юнга — «структурно-функциональная».

Источник: Неверов А.С., «Набросок модели Фрейда-Юнга» (nabrosok-modeli-freyd-yunga.md).

4.5. Ассоциативная память и голограммная аналогия (Соломатин)

Структуры ассоциативной памяти строятся на аналогии между свойствами голограмм и свойствами следов памяти в мозгу:

• В голограмме каждая часть содержит информацию о целом.
• Аналогично, след памяти распределён по сети — повреждение части не уничтожает воспоминание полностью.
• Это основа для устойчивых к шумам и повреждениям систем памяти.

Источник: Соломатин В.Ф., 24-й семинар (article_0112.md).

4.6. Информационная модель волновой активности мозга (Редозубов)

На 46-м семинаре Алексей Редозубов выступил с докладом «Информационная модель волновой активности мозга. Механизм распределенной голографической памяти в волновых нейронных сетях».

Механизм распределённой голографической памяти в волновых нейронных сетях — память не локализуется в одном месте, а распределяется по всей сети волновых взаимодействий нейронов.

Источник: Редозубов А., 46-й семинар (article_0151.md).

4.7. Вывод главы

Источник: статьи Ляховецкого (article_0035.md), Неверова (prostaia-model-pamyati-5-9.md, nabrosok-modeli-freyd-yunga.md), Соломатина (article_0112.md), Редозубова (article_0151.md).