De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

TRACELINK: A model of consolidation and amnesia Modellering van Cognitieve Processen – Annick Depaepe, Wouter Durnez, Steven Wallaert – 19-10-09 Martijn.

Verwante presentaties


Presentatie over: "TRACELINK: A model of consolidation and amnesia Modellering van Cognitieve Processen – Annick Depaepe, Wouter Durnez, Steven Wallaert – 19-10-09 Martijn."— Transcript van de presentatie:

1 TRACELINK: A model of consolidation and amnesia Modellering van Cognitieve Processen – Annick Depaepe, Wouter Durnez, Steven Wallaert – Martijn Meter & Jaap M. J. Murre

2 Introductie Geheugen, herinneringen...

3 Introductie Geheugen, herinneringen... Waar? ‣ Beschadiging → amnesie

4 Introductie Geheugen, herinneringen... Waar? ‣ Beschadiging → amnesie

5 Introductie Geheugen, herinneringen... Waar? ‣ Beschadiging → amnesie Anterograde vsRetrograde

6 Eerdere bevindingen Retrograde amnesie  Wet van Ribot:recent > oud Normaal geheugen  Ebbinghaus:recent < oud

7 Eerdere bevindingen Retrograde amnesie ‣ Wet van Ribot:recent > oud Normaal geheugen ‣ Ebbinghaus: recent < oud Paradoxaal

8 Verklaring Paradox 2 processen

9 Verklaring Paradox 2 processen ‣ Proces 1 ‧ Hippocampus ‧ Snel

10 Verklaring Paradox 2 processen ‣ Proces 1 ‧ Hippocampus ‧ Snel Verwerving

11 Verklaring Paradox 2 processen ‣ Proces 1 ‧ Hippocampus ‧ Snel ‣ Proces 2: ‧ Hippocampus → Cortex ‧ Traag Verwerving

12 Verklaring Paradox 2 processen ‣ Proces 1 ‧ Hippocampus ‧ Snel ‣ Proces 2: ‧ Hippocampus → Cortex ‧ Traag Verwerving Consolidatie

13 Verklaring Paradox Geïmplementeerd in aantal modellen ‣ vb. TraceLink

14 Hoe wordt een herinnering opgeslagen? Niet als een eenheid Eerder als een collectie van kenmerken van de episode

15 De pizza van gisteren De Geur Visuele Kenmerken De SmaakDe Naam etc.

16 Probleem Verschillende kenmerken = Verschillende regio's hersenen Soms verre afstanden

17 Oplossing Lange verbindingen (schaars) Hiërarchische verbindingen

18 Oplossing Lange verbindingen (schaars) Hiërarchische verbindingen TraceLink

19 Het TraceLink Model

20 Trace systeem ‣ Corticaal, input uit sensorische areas Link systeem ‣ Hippocampus, verbindt verre trace knopen Modulatie systeem ‣ Regelt plasticiteit Link systeem

21 Hoe het model werkt Illustratie van hoe, volgens dit model, geheugensporen gevormd worden onder normale omstandigheden Link nodes Trace nodes Modulatory system

22 Hoe het model werkt FASE 1 Sensorische/motorische kanalen  activatie trace nodes Link nodes Trace nodes Modulatory system

23 Hoe het model werkt FASE 2 Link nodes Trace nodes Modulatory system Activatie link nodes, modulatory system wordt actief

24 Hoe het model werkt FASE 3 Link nodes Trace nodes Modulatory system Herhaalde of langdurige activatie van geheugenspoor zorgt voor geleidelijk vormen van trace-to-trace nodes, modulair systeem habitueert

25 Hoe het model werkt FASE 4 Link nodes Trace nodes Modulatory system Verbindingen tussen trace nodes zijn zeer sterk, link-trace connecties vervagen of worden voor andere geheugensporen gebruik

26 Hoe het model werkt Herinnering: gemodelleerd als ophalen van volledige trace patroon, wanneer deel van patroon aangeboden wordt als cue Fase 2: cue activeert link nodes, die activeren rest van het patroon Fase 4: cue activeert rechtstreeks rest van trace patroon, via sterke trace-to-trace verbindingen Consolidatie van herinneringen: transformatie van ‘fase 2’- herinneringen naar ‘fase 4’-herinneringen Snelheid van deze transformatie: afhankelijk van type informatie, andere factoren (kan tot decennia lang duren) Vormen van ‘long-range trace connections’: wss via kettingen van neuronen

27 Overeenkomst TraceLink met vorige modellen Geen baanbrekend model, omvat wat reeds gekend is Alvarez&Squire: Hiërarchische structuur Link-structuur tussen twee corticale modules Gradueel consolidatieproces (cortico-hippocampaal  cortico-corticaal) McClelland et al.: Conceptuele gelijkenissen Backprop netwerk als trace system Probabiliteitsdistributie i.p.v. link system

28 Te verklaren neuropsychologische data 1.Soms: schade aan mediale structuren  zowel retro- als anterograde amnesie (retrograde ~ wet van Ribot’s wet) 2.Retro- en anterograde amnesie: meestal partieel gecorreleerd Sterkere correlatie anterograde en retrograde vlak voor lesie, dan anterograde en retrograde eind voor lesie 3.Substantieel anterograde: bijna altijd vergezeld door ten minste een stuk retrograde Maar na scopolamine injecties geïsoleerd  meerdere oorzaken van anterograde 4.Retrograde voor verdere periodes voor lesie (ook geïsoleerde retrograde)  oorzaak lijkt neocorticale lesie Geïsoleerde retrograde: geen anterograde erbij, behalve in periode kort na lesie

29 Te verklaren neuropsychologische data 5.Retrograde kan ophalingsdeficit vertonen; na verdwijnen amnesie zijn meeste eerdere herinneringen weer beschikbaar, behalve herinneringen uit amnesieperiode zelf 6.Bij herstel van retrograde: oudste herinneringen komen eerst terug (=shrinkage) 7.Geheugenproblemen bij amnesie zijn wellicht beperkt tot expliciet geheugen

30 SIMULATIES Details van het model In dit model: twee componenten (link system en trace system) Modulatory system weggelaten wegens beperkte belang ad hoc Trace system: laag van 200 knopen Link system: laag van 42 knopen Systemen zijn intern verbonden, en verbonden met elkaar Knopen hebben enkel excitatorische synapsen Beide lagen: binaire stochastische knopen die ‘aan’ of ‘af’ staan met zekere waarschijnlijkheid (afhankelijk van balans tussen excitatorische input en inhibitie  actieve knopen op bepaalde #)

31 SIMULATIES Details van het model Gewichten van excitatorische connecties: regel van Hebb Leersnelheid: niet gelijk voor elke connectie!  Veel lager voor within-trace dan voor link-trace of within-link  Link-trace en within-link zelfde Knopen stellen neurongroepen voor  Connectie tussen knopen ~ aantal synaptische verbindingen en sterkte van die verbindingen  Hogere leersnelheid modelleert in eerste plaats hogere connectiviteit

32 SIMULATIES Details van het model Leerpatronen: groep trace nodes en groep link nodes Kunnen overlappen Aantal geactiveerde knopen in leerpatroon: evenwichtstoestand Overlap in link system is groter dan in trace system (want hippocampaal systeem <<< neocortex)  sneller vergeten in link system

33 Simulatie 1: Normaal leren en herinnering - methode Normale werking model: - normaal leren - consolidatie - herinnering Controle voor simulatie amnesie

34 Simulatie 1: details 2 fases:  Leerfase:- verwervingsperiode - consolidatieperiode  Testfase 1 simulatie: 15 patronen of meer 1 patroon: - 10 trace knopen (1/20); 7 link knopen (1/7) - Elke twee patronen deelden ± 1/6 link knopen en 1/20 trace knopen - geleerd gedurende 1 iteratie elke simulatie  200 replicaties

35

36 Consolidatietrials Random patroon Vrij patronen doorlopen voor 150 iteraties Patroon actief op laatste iteratie wordt geconsolideerd Consolidatie gedurende 8 iteraties met trage leersnelheid

37 Consolidatietrials (opmerkingen) 1.Meestal niet zelfde patroon geconsolideerd in de 3 trials  Begin met random patroon  Activatieregel = stochastisch 2. Model kan patronen met ruis, een mix van patronen of geen patroon consolideren  aantal actieve knopen niet altijd gelijk aan k 3. Eerste twee patronen: minder dan 3 consolidatietrials  Patronen geen voordeel geven 4. Eerste patroon: geleerd in ‘lege hersenen’  atypisch, werd uitgesloten

38

39 Testfase Elk patroon werd aantal keer getest door deel van het patroon te activeren in de trace-laag model door 70 iteraties te laten gaan (in de link laag werden geen knopen geactiveerd)

40 Testfase (vervolg) aantal actieve trace knopen geen deel van de cue Totaal aantal trace knopen, die geen deel uitmaken van de cue  maat voor de prestatie model

41 Simulatie 1: Normaal leren en herinnering – resultaten en discussie Consolidatietrials: - 86%  1 relatief intact patroon gevonden + geconsolideerd meestal patroon geleerd net voor consolidatietrial - 9%  geen patroon - 5%  meer dan 1 patroon

42

43

44 Mechanisme vergeten: interferentie door overlap van patronen Patroon geleerd  opslag in link systeem Cue in trace systeem  link systeem  rest patroon trace systeem Nieuw patroon overlapt met oud in knoop X  Nieuwe connectie tussen knoop X en andere knopen nieuwe patroon  Connecties oud patroon ‘ontleert’

45 Mechanisme vergeten (vervolg) Meer overlap in link systeem dan in trace systeem => Link portie relatief SNEL verloren Trace portie TRAGER verloren patroon wel nog actief in link systeem  patroon geconsolideerd  sterkte in trace systeem stijgt  oud patroon geactiveerd enkel door trace represenatie

46 Simulatie 2: lange termijn retentie en ‘permastore’ = verschijnsel dat na aantal jaar het vergeten ophoudt en de waarschijnlijkheid van herinnering stabiel blijft  Simulatie 2 = simulatie 1, maar i.p.v. 15 patronen verwerft het model er 20

47 Geheugenverval gebalanceerd door consolidatie!


Download ppt "TRACELINK: A model of consolidation and amnesia Modellering van Cognitieve Processen – Annick Depaepe, Wouter Durnez, Steven Wallaert – 19-10-09 Martijn."

Verwante presentaties


Ads door Google