13、学习与个体发育：神经网络与动物学习理论解析

学习与个体发育：神经网络与动物学习理论解析

1. 条件反射机制中的时间调控

在某些生物的条件反射机制里，存在着有趣的时间调控现象。以特定网络为例，其与其他网络的重要区别在于子网络 1 中存在广泛的循环连接。这些循环连接让网络不仅能学会对条件刺激（CS）做出反应，还能学会在正确的时间做出反应。

比如，在兔子的眨眼条件反射中，为了能对有害的非条件刺激（US）起到防护作用，眨眼的条件反应（CR）不能在 CS 出现时就做出，而应在 US 即将到来之前做出。该网络的时间调控机制如下：
- 子网络 1 中的循环连接使得即使 CS 输入保持恒定，网络中的活动模式也会随时间改变。子网络 1 的活动隐式地编码了自 CS 开始后的时间以及 CS 的特征。
- 可以通过加强或减弱特定连接来“读取”这种时间表征。假设希望网络在 CS 开始后的时间 t0 做出反应，由于循环连接，子网络 1 在此时会处于特定的活动状态 z1(t0)。我们可以找出在该状态下高度活跃的节点，并加强这些节点与子网络 2 之间的连接，这样就能增加子网络 1 处于 z1(t0) 状态时产生反应的可能性，也就是在 CS 开始后的时间 t0 做出反应。
- 还可以通过降低子网络 1 中在其他时间高度活跃的节点的权重，来实现更精确的时间控制，减少在错误时间产生反应的可能性。

生理证据表明，兔子小脑里的突触既有增强也有减弱的情况：在 US 出现时活跃的节点之间的突触会加强，而在 US 未出现时活跃的节点之间的突触会减弱。

2. 行为上隐蔽的学习

并非所有的记忆变化都会立即在行为层面表现出来，也并非所有的记忆变化都与环境中的有意义事件（“强化物”）相关。下面介绍两种相关