1987年中部大学津田一郎教授提出的数学模型被海外数学家证明。该模型解释了人类在大脑中进行联想记忆的部分机制,当时无法用数学方法证明。这一次,巴西里约热内卢联邦大学的数学家们利用计算机进行数值模拟验证成功,数学首次揭示了模型的正确性。
当大脑把从眼睛、耳朵、鼻子、舌头和皮肤接收到的刺激记为信息时,它指的是过去的记忆,并联想到新的输入信息是什么。例如,当我看到一个我咬过的苹果时,我会将它与苹果联系起来,当我看到一个柠檬时,我会将它与酸味联系起来,并将其作为新的记忆。
三十一年前,津田教授开始用一种模拟新皮质中神经元(神经细胞)网络结构的神经回路模型研究联想记忆。我们提出了一个数学模型,其中一个状态(伪吸引子)在进入记忆的过程中暂时停留在神经回路中,最终成为一个有序的记忆,同时在混沌状态下的多个神经元之间来回移动。然后,进行数值模拟进行了。但由于无穷小数的有限性和四舍五入等错误,无法证明。这一次,通过保证真解在误差范围内的数学方法,证明了数学模型是正确的。
津田教授在京都大学攻读博士时提出了一个与联想记忆数学模型相关的数学模型。这是通过在混沌状态中添加噪声来改变为有序状态,这在 2017 年被意大利比萨大学的数学家在数学上证明了。两个经过数学验证的模型有望在未来的脑科学研究和 AI(人工智能)研究中发挥作用。
纸张信息:
1987年[理论物理进展] 异步神经网络中的记忆动力学 (PDF)
2018年[数学] 与联想记忆模型相关的随机动力系统中的混沌行程 (PDF)