Устройство для моделирования условных рефлексов

 

(J ) 612289

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-ау (22) Заявлено 24. 12.75(21) 2305898/18-24

С 06 7/60 с присоединением заявки №

Гооударственннй номнтет

Совета Ннннотрав СССР но делам нзооретеннй н открытнй (23) Приоритет (43) Опубликоваио25.06.78.,Бюллетень №2З (53) УДК 681.335 (088,8) (45) Дата опубликования описаяия27.05.78. (72) Автор изобретения

С. А. Попов.Ордена Трудового Красного Знамени. институт физиологии им. И. П. Павлова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ

Изобретение относится к области моде пирования нервной системы и может быть использовано в моделях нервной системы, а также в обучающихся классификаторах и в обучающихся сис гемах управпения, предусматривающих автоматический и неав томатическнй режимы.

Известно устройство дпя модепнрования условных рефлексов, содержащее ассоциативный запоминающий блок, ассоциативный постоянный запоминающий блок и раэдепительный эпемент(1).

Однако это устройство не .позволяет мо. депировать условные рефлексы второго и более высших порядков.

Наиболее бпиэким техническим решением к изобретению является устройство, которое; содержит ассоциативный запоминающий блок и ассоциативный постоянный запоминающий блок 12(.

Цепью изобретения явпяется расширение функциональных воэможностей за счет модепирования условно- рефлекторного изменения возбудимос ги подкорковых нервных центров и коры

2 йостигается это тем, что усгройство .одержит два блока реципрокных отношений, первые информационные входы которых подн. кпючены к-входам успзойства, а вторые информационные входы блоков реципрокных отношений подключены к, выходам ассоцна тивного запоминающего блока, информациоц ные входы которого подключены к выходанн одного бпока реципрокных очношений, а,вы16 ходы другого блока репипрокных отношениЩ с информационными входами ассоциативно» го постоянного запоминающего блока, вы ходы которого соединены с первыми и .s рыми входами регулирования коэффициви: б тов передачи блоков реципрокных очношэ ний и входами регулирования порогов н входами регулирования коэффициентов уснпения ассоциативного запоминающего бпо» ка и ассоциативного постоянного эапомн нающего блока, Кроме того, каждый блок реципрокных отношений содержит по два ми от оканапьных усипитепя, соединенных двухсторонней пинией связи, первые входы многоканальных, усилителей по дключены к первым и вторым информационным входам

6 122;>9 блоков реципрокных отношений, вторые езходы многоканальных усилитепей подключены к первым и вторым вхопам ретулировання коэффициентов передач и блоков репипр окчых отн ошений, выходы которых с о» пинены с

5 выходами многокачальных усилителей, а аССОЦИаТИВНЫй ПОСТОЯНЕIЫй ЗаПОМИНа>0>ций блок содержит группу порот ов>лх элементов, накопитель и группу усилителей, выходы которой являются выходами ассоциативного постоянного запоминаюшего блока, опии входы группы усилителей являются входами регулирования коэффициентов ус илени я асс оциативного постоянного запоминаю>цег0 блока, а другие входы группы усилителей через на- 15 копитель попключены к выходам группы пороговых элементов, одни входы которой являются информационными входами, а другие — входами регулирования порогов ассоциативного постоянного запо> !Нна!О>цсго OHO- 2О ка. Кр оме того „асс оциатпве!ый запоминающийй блок содержит группу порогoBbix элеМЕПТОВе НОКОЕГИТЕЛЬ И Группу yOИЛПТЕЛЕII> выходы которой явл>!ются выходами ассоциативного запоминаюшего блока, входы ре- 25 гулироваши коэффициентов усиления которого соединены с первыми управляю>ними входами группы усилителей, вторьее управЛЯIОШ!>Е ВХ ОПЫ KOTDPOII ПО ДКЛеОЧЕПЫ К О ДЕ1!е именным выходам накопителя, информационные выходы которого соединены с одноименнь>ми входами группы усилителей, а вхопы накопителя подключены к вь>ходам группы пороговых элементов, опн!! входы которой явля!Отся информационными- BxOIIQMи, Q Ilpy

35 гие — входами регулирования порогов ассоциативного запомнив!о>пего блока, Накопитель ассоцивте!вного запоминаюшего блс ка содержит коммутатор, матрицу ассоциативных запоминаюшнх элементов, узел вы46 деления максимального сигнала и по числу сгрок матрипы ассоциативных запоминаюших элементов индикаторы соответстьпя и узлы фиксации подкреплений, неподкрепле45 ний и наказаний, входы наказания и подкрепления которых подключены к соответству10шим вхо дам накопителя, Q выходы сое еп! нены с соответствую!цими управлио!Е!Пкп> выходами накопителя и вхО дами регулирования

50 амплитуд ответов соответствуюших индикаторов соответствия, выхопы которых соединены с соответс,гвуеошими входами узла Bbl деления максимального сигнала, выхопы I!оторого соединены с входами считывания

55 ассоц11атнвнь>х запоминающих элементов и узла фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний соответствуюшей строки матрицы» EIH(j>opMAIIEfoHHbIB входы 11акопителй соединены с входами коммутатора, ие!с>>ор> мационные выходы которого соединены с одноименными входами .>Ссо»»атив>!Е,>х запоминаюших элементов соответствую>пего столбца матрицы, а выходи записи комму гатора соединены с однс именнь>е!и вхопами ассоциагивных запоминающих элементов и узла фиксации подкреплений, непопкреплений и наказаний соответствуюшей строки матрицы, первые выходы ассоциативных запоминающих элементов объепинень> по строкам матрицы и соединены с соответствующими входами соответствуюш>ех инпикаторов соответствия, а вторые выхопы ассош!ативных запоминаюших элементов объединены по столбцам матрицы и соединены с информационными выходами накопителя;

Узел фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний содержит элементы И, сум>>ирую!Иий запомина!Оший элемент и реле времени, входы которого подключены к входам записи и считывания узла фиксации подкреплений, непопкреплений и наказаний, Q выход реле времени соединен с первыми входами двух элементов И, второй вхоп одного из которых подключен к входу наказания, а второй вход другого — к входу подкрепления узла фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний, выходь! элементов И соединень> с входами суммируюшего запомепЕаюшего элемента, выход которого является выходом узла попкреплепийе неподкреплений и наказаний; узел вы« пеления максимального сигнала содержит модели нейронов, возбуждающие вхопы которых являются входами, а выходы — вь>ходами узла выделения максимального сигнала, выход каждой модели нейрона соединен с соответсгвуюшим тормозяшим входом остальных мопелей нейронов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для моделирования условных рефлек- . сов; на фиг. 2 — блок=схема накопителя ассоциативного запоминаюшего блока; на фиг. 3, — схема узла фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний; на фиг.4 схема узла выделения максимального сигнала.

Устройство содержит блоки реципрокных отношен1!й 1 и 2, ассоциативный запоминаоший блок 3 и ассоциативный постоянный запоминающий блок 4.

Блок реципрокных отношений 1 содержит многоканальные усилители 5 и 6, а блок реципрокных отношений 2 содержит многоканальные усилители 7 и 8 в е>!ССОц11атИВНЬ!й! ЗапоМИЕIаЮШИЙ 6ЛОК 3 одержит группу пороговых элементов 9, накопитель 10 и группу усилителей 11; асчссоциат1!вн!»й постоянный запоминаюший блок 4 сОдержит руппу пороговых эле612259

25

5 ментов 12, накопитель 13 и группу усилителей 14, Накопитель 10 ассоциативного запоминающего блока 3 содержиг коммутатор 15 узел фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний 16, ассоциативные запоминающие алементы 17, индикаторы соотг» ветствия 18 и узел выделения максималь ного сигнала 19.

Узел фиксации подкреплений, неподкреп- 10 лений и наказаний 16 содержит реле времени 20, элементы И 21 и суммирующий запоминающий элемент 22;

Узел выделения максимального сигнала содержит модели нейронов 23, сгрелками 15 обозначены возбуждающие входы моделей нейронов 23, черными кружочками - тормозящие входы моделей нейронов 23.

Устройство работает следующим образом 1, Б режиме безусловной рефлектор ной деятельности в ячейках (на чертежах не показаны) накопителя 13 ассоциативного постоянного запоминающего блока 4 в процессе его изготовления жестко запи- сывают" информацито, которая имитирует жесткую" врожденную память, о комбинациях сигналов - безусловнорефлекторных раздражителей и "записывают тоже "жестко" ассоциативно связанную с ними информацию (комбинации сит налов), имитирующую те сигналы, которые подаются иэ нерв ных центров животного на эффекторы.

При поступлении на входы устройства какой-либо комбинации сигналов она через

35 блок реципрокных отношений 2 поступает в ассоциативный постоянный запоминающий блок 4. Если амплитуда атих сигналов пре вышает соответствующий порог, задаваемый, группой пороговых элементов 12, ати сигналы поступают в накопитель 13, где осуществляется операция логического сравне-: ния.

B случае соответствия атой комбинации сигнало одной иэ хранящихся в памяти признаков накопителя 13 из последнего счи тывается соответствующая, ассоциативно связанная с поступившей комбинация сигналов. Она поступает через rpynny усилителей 14 на выходы устройства и на входы регулирования порогов группы пороговым элементов 9 ассоциативного запоминающе го блока 3, на входы регулирования порогов группы пороговых алементов 12 ассоциа гивного постоянного запоминающего блока,,б на входы регулирования коэффициентов уси ления усилителей 14 того же блока, а также на входы регулирования коэффициентов передачи каждого сигнала усилителей 5 и 6 блока реципрокных отношений 1 и усилителей 7 и 8 блока реципрокных отношений 2.

Таким образом,.моделируется, безусловно рефлекторная реакция одновременно с безусловнорефлекторным регулированием в озбудимости нервных центров, т.е, одновременно как беэусловнорефлекторная деятельность оматической, так и безусловнорефлекторная деятельность вегетативной нервной системы

При этом. моделируется как регулирование порогов,,так и регулирование амплитуды ответных реакций вегетативной нервной сис гемы, 2. В режиме образования условного рефлекса первого порядка на входы устройства подают комбинацию сигналов, имитирую путо индифферентный раздражитель, т.е. подают комбинацию сигналов, отличающуюся от любой из тех, что хранятся в памяти признаков накопителя 13 ассоциативного постоянного запоминающего блока 4.

Сигналы через блок реципрокных отношений 1 поступают в ассоциативный запоминающий блок 3 и, если их амплитуда выше порога группы пороговых элементов 9 записываются в одну из свободных ячеек накопителя 10, в ту, на шину "запись которой (шину "c см, фит. 2) иэ коммутатора 15 подаеыя в это время сигнал.

Коммутатор 15 представляет собой устройство типа шагового искателя или

cäâèãîâîãî регистра, Он обеспечивает цоо« чередную запись сигналов в ячейки накопителя 10. Работа коммутатора 15 синхрониэируется сит капами, поступающими на входы накопителя 10, Сигналы с входов устройства через блок реципрокных отно-шений 2 поступают также в ассоциативный постоянный запоминающий блок 4, но поскольку их комбинация не соответствует ни од ной из комбинаций, хранящихся в памяти признаков накопителя 13 (см. фиг.: 1), ка выходе устройства нет никаких сигналов, Затем на входы устройства подают комбинацию сигналов, имитирующую безуслоьнорефлекторный раздражитель, т,е. совпадающую с одной иэ хранящихся в памяти признаков накопителя 13, Сигналы проходят через блок 1 в ассоциативный запоминающий блок 3, коммутатор 15 посылает сигнал в следующую по счету ячейку накопителя 10 ассоциативного запоминающего блока 3 и в нее записываются эти сигналы. Одновременно ати сигналы посту пают через блок 2 в ассоциативный постоянный запоминающий блок 4 и, так как они соответствуют (совпадают) одной иэ хранящихся в памяти признаков накопителя 13 блока 4, на выходе устройстоа появляегся комбинация сигналов, имитирующая ответную реакциo нервной системы животногo.

612259

Затем на входы устройства, подают сиг нал, имитирующий подкрепление" условнорефлекторной связи. Этот сигнал через блок реципрокных отношений 1 поступает на шину д," (см. фиг, 2) накопителя ассоциатив,ного запоминающего блока 3 и изменяет состояние блока 16 фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний, который только что работал. Одновременно можно записать в очередную свободную ячейку комбинацию сигналов, являющуюся признаком до" стигнутого нервной системой состояния.

Выход блока 16 соединен с входом ре- . гулирования амплитуды ответов индикатора соответствия 18. Этот выход соединен так-: же с входами регулирования коэффициентов . усиления усилителей 11 ассоциативного запоминающего блока 3. Блок 16 каждой ячейки накопителя 10 ассоциативного запо1 минающего блока 3 содержит реле времени

20, вход которого соединен с шиной "запись и с шиной "считывание" (шина с"и Й, см. фиг. 2), а выход - с одним из входов каждого из элементов И 21. Йругой вход каждого из элементов И 21 соединен с одним из входов накопителя ассоциативного запоминающего блока (с шиной "й" или

«Ь") ° Выход каждого алемента И 21 соединен с входом суммирующего запоминающего элемента 22, а его выход является выходом блока 16 фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний, Сигнал подкрепления с шины "Q" поступает через элелент И 21 на суммирующий запоминающий элемент 22 и изменяет характеристики сигнала на его выходе, Сигнал наказания, если он подается, поступает на шину 3" и через элемент И 21 на суммирующий запоминающий элемент 22:, что также приведет к изменению сигнала на выходе этого элемента.

При использовании дискретных элемен тов И силу "подкрепления", как и силу

) "наказания" можно имитировать количест,вом стандартных по амплитуде и длитель,ности импульсов, входящих в сигнал подкрепления" или "наказания". В качестве суммирующего запоминающего элемента 22. можно использовать электрический конг . сатор или аккумулятор, которые заряжаются импульсами с выхода одного из элемен тов И 21 и разряжаются импульсами с вы хода другого элемента И 21. Суммирующим запоминающим элементом 22 может быть тайже сдвиговый регистр и т.п.

3. В режиме проявления условного рефлекса первого порядка на входы устройства подают комбинацшо сигналов, подававшуюся, на них ранее в режиме образования услов15

30 ного рефлекса первого порядка и имитировавшую тогда индифферентный раздражатель.

Комбинация этих сигналов через блок ре ципрокных отношений 1 поступает в ассоциативный запоминающий блок 3, Если амплитуда этих сигналов превышает некоторый порог, задаваемый группой пороговых aiieментов 9, сигналы поступают в накопитель

10, В атом накопителе они записываются в очередную свободную ячейку и одновременно происходит операция логического сравнения, в результате -которой обнаруживается ячейка, в которую ранее была записана комбинация сигналов, совпадающая с посту» пившей в данный момент. На выходе индикатора соответствия 18 атой ячейки появ.ляется сигнал, который через узел выделе ния максимального сигнала 19 поступает на шину "считывание" "d " ячейки, следующей за той, с индикатора соответствия которой был снят максимальный (больше, чем с других элементов соответствия) сиг-. нал. Считывается информация. Однако ата считываемая информация совпадает с той, что имитировала безусловнорефлекторный раз дражитель. Она усиливается группой усилителей 11 и через блок реципрокных отношений 2 поступает в ассоциативный постоянный запоминающий блок 4. Если амплитуда сигналов, которыми представлена эта информация, превышает некоторый порог, определяемый группой пороговых элементов

12 блока 4, на выходе блока 4 появляют ся сигналы, имитирующие ответную реакцию нервной системы.

После этой ответной реакции экспериментатор подает на один из входов устрой»

4О crea сигиал "подкрепления" (или сигнал

"наказании" на другой вход устройства).

Как было описано в п, 2, сигнал "подкрепления" приводит к изменению параметров сигнала на выходе узла фиксации подкреп45 .ления, неподкрепления и наказания 16 в

-,ячейках, непосредственно перед атим работавших в режиме записи или считывания, увеличивая амплитуду сигналов, вырабатываемых индикаторами соответствия 18 этих ячеек и увеличивая коаффициент усиления тех усилителей группы усилителей 11 ассоциативного запоминающего блока 3, через которые считывается информация из ячеек, непосредственно следующих за теми ячей55, ками накопителя 10, в которых фиксирова; лось это "подкрепление".

Сигналы наказания уменьшают амплиту» ду сигналов, вырабатываемых индикатора- О ми соответствия 18, и уменьшают коаффи лиент усиления группы усилителей 11.

612259

4. Моделирование изменения сигнального значения условнорефлекторного разпражителя.

На входы устройства, после того как выработан условный рефлекс первого поряд« ка, подают комбинацию сигналов, имитирующую условнорефлекторный раздражитель, и после каждой ответной реакции устройства пОдают на соответствующий вход устройства сигнал наказания. Это привопнт к снижению амплитуды соответствующих считываемьех из блока 3 сигналов до величины меньшей, чем порог, задаваемый группой пороговых эетементов 12 блока 4. Такйм образом,.моделируется первая часть npomecca изменения сигнального значения условнорефлекторного раздражителя - угашения условного рефлекса.

После того как устройство перестает в ответ на поступление на его входы сигналов, имитирующих условнорефлек торный раз» дражитель, отвечать соответствующей комбинацией сигналов на выходах блока 4, переходят к моделированию второй части про цесса изменения сигнального значения условнорефлекторго раздражителя — выработке на тот же раздражитель другой ответной реакции, 1

На входы устройства попают все ту же комбинацию сигналов, имитируюцеих все тот же условнорефлекторный раздражитель, но связывают ее уже с другим безусловнорефлекторным раздражителем и каждый раз эту связь подкрепляют.

В результате этого амплитуда сигнала, вырабатываемая индикатором соответс твия

18 новой ячейки, которая входит в новую связь, окажется выше амплитуды сигнала, вырабатываемого индикатором соответствия

18 той ячейки, которая участвовала в образовании, теперь уже угашенного, рефлекса. Затем амплитуда сигналов, считываемьех из уже новой ячейки, станет превышать некоторый порог и будет вызывать ответную реакцию блока 4, Так. моделируется изменение сигнальнога значения условнорефлекторного раэ дражителя, При этом ранее воспринятая информация не теряется, Для выделения максимального сигнала используется узел выделения максимального сигнала, показанный на фиг, 4. и содер» жащий сеть моделей нейронов 23 с воэвратнолатеральным торможением и с интегрирующей ЧСчеепочкой. которая имеется на входе большинства известных мопелей ней рона 23, В такой сети первой срабатывает модель 23, на вход которой подается боль фиий по амплитуде сигнал и затормаживает

1ирохождение сигналов через все остальные модели 23. !

5. Режим образования условного рефлекса второго порядка.

На входы устройства подают комбинацию сигналов, имитирующую инднфферент ный раздражитель, Производится запись ее в одну иэ свободных ячеек ассоциативного запоминающего блока 3. Затем на входы устройства подают комбинацию сигналовраздражитель условного рефлекса первого порядка, т.е. комбинацию, уже связанную ранее с той, которая имитирует один иэ безусловнорефлекторных раздражителей. Про, изводится запись ее в следуккцую ячейку ассоциативного запоминающего блока 3 и

- одновременно опрос ячеек этого блокаоперация логического сравнения. В результате этой операции индикаторы соответ» ствия 18 ячеек, в которые прежде была записана информация, имитировавшая раздражитель условного рефлекса первого по10

tS тьевается комбеенация сеп наловр имитирую щая Оезусловнорефлекторный раздражитель, Сигналы усиливаются группой усилителей 11 и поступают через блок реди прокных отношений 2 в ассоциативный по

3S стоянный запоминающий блок 4. Если амплитуда этих сигналов превышает некоторую величину, задаваемую группой пороговых элементов 12 блока 4, в накопителе 13 происходит операция логического. сравнения их с комбинациями сигналов, записанных в памяти признаков накопителя 13 и иэ этого накопителя через группу усилителей 14 считывается ассоциативно связанная с ними информация, имитируя ответную реакцию нервной системье.

Затем экспериментатор подает на соответствующие входы устройства сигнал под. крепления" или наказания".

6. В режиме проявления условного рефлекса второго поряпка на входы устройства подают сигналы, подававшиеся первыми в описанном режиме 5, Тогда они еще были индифферен тными, Сигналы записываются в

Очередную свободную ячейку, Одновременно

Ъ в результате операции логического сравне ния опрепеляется ячейка накопителя 10 ассоциативного запоминаюшего блОка 3, в которой они ранее были записанье. считые рядка, вырабатывает сигналы, которые по25: ступают в узел выделения максимального сигнала 19, Этот узел 19 посылает сигнал считывания в шину "счеетьеваееия" ячейки, следующей за той, индикатор соответствия 18 которой вырабатьевает наибольший

30 сигнал, Таким образом„из накопителя 10 счи612259 веется информация из следующей эа ней ячейки, Таким образом, иэ ассоциативного запоминающего блока 3 считывается комби.нация сигналов - раздражитель условного рефлекса перво|о порядка и через блоки реципрокных отношений 1 и 2 поступает в ассоциативный запоминающий блок 3 и в ассоциативный постоянный запоминаюший блок 4. Поскольку в памяти приказов на- 10 копителя 13 блока 4 нет совпадающей с ней комбинации., сигналов, из,накопителя 13 ассоциативного постоянного запоминающего блока 4 не считывается никакая информация. В блоке 3 также производится опера- 15 ция логического сравнения, а также соответствующая запись. В результате операции логического сравнения в блоке 3 отыскивается соответствующая ячейка. и из сле- дующей за ней ячейки считывается информа-- 2р ция, имитирующая безусловнорефлекторный раздражитель. Она через блоки реципрокных отношений 1 и 2 поступает в ассоциативный запоминающий блок 3 и в ассоциативный постоянный запоминающий блок 4, В блоке 3 производится очередная запись, а в блоке 4 регистрируется соответствие и из него считывается информация.

7. Условные рефлексы более высокого порядка моделируются аналогично условным рефлексам второго порядка.

8, Мо делирование условнорефлекторной деятельности с заторможенным аффекторным концом.

Ь том, случае, когда амплитуда сигналов, выходящих иэ ассоциативного запоминающего блока 3 ниже .порога, задаваемого группой пороговых элементов 12 блока 4, но выше порога, задаваемой группой пороговых элементов 9 блока 3, эти сигналы не вызывают ответной реакции блока 4, однако, вызывают ответную реакцию ассоциативного запоминающего блока 3. Проис. ходит переработка информации в блоке 3

45 без ответных реакций блока 4, чем моделируется мышление -как серия условных рефлексов с заторможенным эффекторным концом.

9. Взаимодействие информации, поступаю-; щей на входы устройства, с информацие;". считываемой из ассоциативного запоминаю» щего блока 3, и влияние на это вэаимодей ствие сигналов, считываемых из ассоциа:тивного постоянного запоминающего блока 4, Входы устройства соединены с входами усилителей 5 и 7 блоков реципрокных отношений 1 и 2, Выхоры ассоциативного эа поминаюшего блока 3 соединены с входами усилителей 6 и 8 блоков реципрокных отно шений 1 и 2, Выходы усилителей 5 и 6,соединены с входами ассоциативного запоминающего блока 3, Выходы усилителей 7 и 8 соединены с входами ассоциативного постоянного запоминающего блока 4, Входы регулирования коаффициента передачи отдельных групп каналов усилителя 5 соединены с выходами отдельных групп каналов усилителя 6 блока реципрокных отношений 1 отрицательной обратной связью. Входы регулирования коэффициента передачи отдельных групп каналов усилителя 6 соединены с выходами отдельных групп каналов усилителя 5 блока реципрокных отношений 1 отрицательной обратной связью. Таким же образом соединены вхо. ды регулирования коаффициентов передачи и выходы каналов усилителей 7 и 8 в блоке реципрокных отношений 2, Вследствие Bnoro в самом общем случае информация, поступающая в ассоциативный блок 3, так же, как и информация, поступающая в ассоциативный постоянный запоминающий блок 4, отличается как от информации, поступающей на входы уст» ройства, так и от информации," считываемой из ассоциативнот о запоминающего блока 3.

Она .представляет собой результат взаимо-. действия этих информаций, и зависит от амплитуды сигналов, представляющих каждую из атих информаций и от коэффициента передачи каждого из каналов усилителей

5-8.

Кроме того, поскольку входы регулирования коэффициентов передачи каналов усилителей 5-8 соединены с выходами ассоциативного постоянного запоминающего бло ка 4, информация, поступающая на входы блоков 3 и 4, зависит также от сигналов, поступающих с выходов блока 4 на входы регулирования коаффициентов передачи каналов усилителей 5-8.

При атом, возможна как преимущественная передача, сигналов с входов устройства, так и преимущественная передача сигналов с выходов ассоциативного запоминающего блока 3.

Условнорефлекторный раздражитель, ассоциативно связанный с тем:безусловно рефлекторным, который определенным образом изменяет коэффиииенты передачи ка налов усилителей 5-8,также может изменять коаффициенты передачи этих усилителей.

Условнорефлекторный раздражитель, не вызывающий вначале ответной реакции ас» социативного пос гоянного запоминающего блока 4, тем не менее может вызвать цепную ответную реакцию в блоке 3, приводящую к считыванию информации то иэ орной, то из рругой ячейки блока 3. Такая

612259 реакция получается благодаря связям выходов блока 3 через блок 1 с входами 3.

При этом, если из блока 3 будут считываться сигналы, характерные для одного из наиболее желательных для животного состояний, сигналы, являющиеся безусловнорефлекторными раздражителями для бло ка 4 и амплитуда их превышает порог, задаваемый группой пороговых элементов 12, то эти сигналы вызывают ответную "вегетативную" реакцию блока 4. Она заключает(ся в том, что на выходе блока 4 появляют ся сигналы, которые на короткое время . увеличивают коэффицйенты передачи каналов усилителей 5 и 6 блоков реципрокных отношений 1 и 2 и одновременно снижают пороги, задаваемые группой пороговых эле.ментов 12 блока 4.

Таким образом, создаются благоприят ные условия для полного проявления услов ного рефлекса, который перед этим только что протекал с заторможенным эффекторньп( концом.

Таким образом, устройство позволяет мо делировать: условные рефлексы второго и более вы-. сокого порядков; условные рефлексы с заторможенным эффекторным, концом; тормозящее влияние информации, воспринимаемой в данный момент органами чувствнамышление и тормозящее влияние мышления на восприятие;: информации извне условнорефлекторное регулирование воз будимости корковых и подкорковых нервных центров; стимулирующее влияние мышления на восприятие информации извне и на условнорефлекторную деятельность

Обратная связь с выхода ассоциативно« го запоминающего блока 3 может соответствовать обратным связям в коре головного мозга, а также кортико-таламическим q другим кортикофугальным путям, Примеры работы устройства.

Допустим А L, A 2 „.„A If раэдражи тели индифферентные и услсвнорефлекторные;

В, В, .... В - раздражители безусловнорефлекторные;

С, С, .... С - состояние один, со стояние два, состояние три, ...... состояние rt;

П - по дкрепление;

Н - наказание 1 в ск)бкях около Пили

Н будет указан "вес подкрепления или наиааании, наиример П (3), Н (3))

P, P..., Р, — различные ответные реакции ассоциативного постоянного запоминающего блока 4. Стрелка показывает направление движения информации.

Пусть в ячейках накопителя 10 ассоциативного запоминающего блока 3 уже эа4писана информация, пре ютавленная в табл. 1 (q каждой ячейке по одной А плюс П или .Н, С плюс И или Н, С плюс П или Н, ячейки расположены сверху вниз по одной ячейке на строчку), Допустим, что на вход устройства поступает сигнал А достаточно большой ампч литуды, чтобы пройти через группу порого.( вых элементов 9 ассоциативного запоминающего блока 3.

Одна из возможных реакций устройства на этот сигнал - проявление условного ре лекса первого порядка - показана ниже (слева - информация в ассоциативном запоминающем блоке 3, справа» информация в ассоциативном постоянном запоминающем блоке 4 в табл, 2).

Допустим, что на вход устройства поступает сигнал A достаточно большой амп-, литуды, чтобы пройти через группу пороговых элементов 9 ассоциативного. запоминающего

Другая реакция на то же воздействие (порог для сигналов Б в ассоциативном постоянном запоминающем блоке 4 более высок, чем в первом случае) покамна ь таблице 4.

В последнем случае эффекторная сомЭ( тическая реакция ус тройства отсутствувт, имеется цепная реакция ассоциативного запоминающего блока 3 на сигналы, посту пающие на его вход по цепям обратной свя(. зи. Характер цепи ассоциаций, оживляющихся в ассоциативном запоминающем бло ке 3, зависит от степени прочнос.ти ассоциативных связей, от количества подкреплений, неподкрепления и наказаний.

З5 " лока 3. Одна из возможных реакций уот

-ройства (проявление условного рефлекса второго порядка) показана в табл. 3.

612259

Табл нна 1.

Информация в накопителе 10 ассоциативного запоминающего блока 3.

П(3)

А П(3)

С П(3) . А А(2)

А П(2)

С П{2)

А П(1)

Аг"(1)

С П(1)

А П(4)

Б П(3)

С П(3)

А П{3)

Б П(2)

С П(2), А П(2)

Б П(1)

С П(1)

АЗП

3

А П(2)

Б П(4)

С П(20) 612250

Таблица 2.

А П(З)

А П(З)

rl(3)

А П(2)

А П(2)

С П(2)

А1П(1)

С П(4)

А П(4)

Б П(3)

С П(3) А п(3)

Б П(2) Ü1

СгП(2)

A 11(2)

Б П(4)

С П(4) АЗП

А П(1)

АВП(2)

Б П(4)

С П(20

Проявление условиого рефлекса первого порядка, 612259

ТаблицаЭ.

A П(3)

"гП(3)

С П(3)

А П(2)

А П(2)

С П(2)

А П(1)

А П(1)

С П(1)

А П(4)

Б П(3)

С П(3)

А2П(3) Б1

В П(2)

С П(2) А П(2)

Б П(4) С П(4)

А П(1) А П(1)

С П(1) А П(г)

Б П(4) С П(20) Проявление условного рефлекса второго поряпка.

22

А П{1)

С П(1) Б П(4) С П(4)

А П(1) А П(1) С Р(1) А П(2)

Б П(4)

С П(20

А П(3)

"г"{3)

С П(3)

А П(2)

А П(2)

С П(2)

А П(1) A П(4)

11(3)

С П(3)

А П(3)

Б П(2) С П{2)

А П(2) 6 12259

Таблица4

612259

6. Устройство по п. l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний содер- жит элементы И, суммирующий запоминающий элемент и реле времени, входы кото1 рого подключены ко йходам записи и счи- тывания узла фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний, а выход реле времени соединен с первыми входами двух элементов И, второй Bxop,åðíîão из которых подключен к входу наказания, а вто рой вход другого - ко входу подкрепления узла фиксации подкреплений, непо дкреплений и наказаний, выходы Элементов И сое динены с входами суммирующего запоминающего элемента, выход которого являет» ся Выходом узла подкреплений, неподкреп,, лений и наказаний.

7. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что узел выделения максимального сигнала содержит модели нейро нов, возбуждающие входы которых являют ся входами, а выходы» »выходами узла вы деления максимального сигнала, выход каждой модели нейрона соединен с соответ.. ствующим тормозящим входом остальных мо делей j нейронов.

Источники информации, принятые во вни:; мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 429434, кл.(j 06 Су 7/60, 1972.

2 Заявка № 2302077/24,, МКл С 06 Q 7/60, 12,12,75, по которой принято положительное решение о выдаче авторского сви детельства.

612258

Ф О р м у л а .и з о б р е т е н и я

1. Устройство дпя моделирования условных рефлексов, содержащее ассоциативный запомеенающий блок и ассоцееативееый постони ный запоминающий блок, 0 т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных фозможностей за счет моделирования условнорефлекторного изменения возбудимости 6одкорковых нервных центров и коры, оно содержит два блока реципрокных отношений, первые информационные входы которых подкгееочены к вхо« дам устройства, а вторые информационные входы блоков реципрокных отношений подключены к выходам ассоциативного запоминающего блока, информационные входы которого подкпюченны к выходам одного бло ка реципрок;.ых отношений, а выходы другсго блока реципрокпых отношений соединены 33 с информационными входами ассоциативного постоянного запомиееаеощего блока, выходы которого соединены с первыми и вторыми входами регулирования коэффициентов передачи блоков реципрокных отношений н 25 входами регулирования порогов и входами, регулирования коэффициентов усеепения ассоциативного запоминаеошего блока и ассоциа тивного постоянного запоминающего блока.

ЗО

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что каекдый блок рецнпрокных отношений содержит по два многоканальных усилителя, соединенных двухсторонней пинией cBBGB первые входы многoKBнальных усилителей подключены к первым и вторым информационным входам блоков ре-ципрокных отношений, вторые входы много-. каиальнь.х усилителей подключены к первым и вторым входам регулирования коэффи1циентов передачи блоков реципрокных оч ношений, выходы которых соединены с вы ходами многоканальных усилителей.

3. Устройство по и, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что. ассоциативный постоянный запоминающий блок содержит группу пороговых элементов, накопитель и группу усилителей, в Ixoru, которой яВляют ся выходами ассоциативноГО пост оянн ОГО запоминающего блока, одни входы группы усилителей являются входами регулирова b

íеея коэффициентов усиления ассоциативного постоянного запоминающего блока, а другие входы группы усилителей через нако55 питель подключены к выходам группы поро- говых элементов, одни входы которой являются информационными входами, а другие - входами регулирования порогов ассоциа гивного постоянного запоминаесщего бло ка, 4.. Устройство по и. 1, о -. л и ч а ющ е е с я тем, что ассоциативный запоминающий блок содержит группу пороговых элементов, накопитель и группу усилителей, выходы которой являеотся выходами ассоциативного запоминающего блока, входы регулирования коэффещееентов усиления которого соединены с первыми управляющими входами группы усилителей, вторые управ пяющие входы которой подключены к одноименным выхо дам накопеггеля„иееформационные выходы которого соединены с одноименными входами группы усилителей, а входы накопителя подключены к выхcvàM: группы пороговых элементов, дни входы которой являются информационными входами, а другие - входами регулирования порогов ассо циативного Ьапомиееающего блока.

6„ Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я гем что накопитель асс оциатив» ного запомиееаеощегoo 61IoEG cog(p_#_HT KoM мутатор, матрицу ассоциативных запоминающих элементов, узел выделения максимального сигнала и по числу строк матт»рещы ассоциативных запоминаеощих элемен

iToI: индикаторы соответствия и узлы фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний, входы наказания и подкрепления которых подключены к соответствующим входам накопителя, а выходы соединены с соответствующими управляющими выходами накопителя и входами регулирования ампли туд ответов соотвегствующих индикаторов соответствия, выходы которых соединены с соответствуеошими входами узла выделения максимального сигнала, выходы которого соединены с входами считывания ассоциативных запоминающих элементов и узла фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний соответствуюецей строки матрицы, информационные входы накопителя соединены с входами коммутатора, информационные выходы которого соединены с од« ноименным входами. ассоциативных запоминающих элементов соответствующего столбца матрицы, а выходы записи коммута гора соединены с одноименными входами ассоциативных запоминающих элементов и узла фиксации подкреплений, неподкреплений и наказаний соответствующей строки матрицы, первые выходы ассоциативных запоминающих элементов объединены по строкам матрицы и соединены с соответ» ствуюшими входами соответствующих янди" каторов соответствия, а вторые выходы ассоциативных запоминающих элементов объединены по столбцам матрицы и соединены с информациоешыми выходами накопител ро

6 3.2259

Составитель Г. Сорокин

Редактор Е. Гончар Техред 3. Фанта Корректор И. Гоксич

Заказ 3557/3 Тираж 826 Г1одписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раупягкая наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4