Neural networks struggle in continual learning settings from catastrophic forgetting: when trials are blocked, new learning can overwrite the learning from previous blocks. Humans learn effectively in these settings, in some cases even showing an advantage of blocking, suggesting the brain contains mechanisms to overcome this problem. Here, we build on previous work and show that neural networks equipped with a mechanism for cognitive control do not exhibit catastrophic forgetting when trials are blocked. We further show an advantage of blocking over interleaving when there is a bias for active maintenance in the control signal, implying a tradeoff between maintenance and the strength of control. Analyses of map-like representations learned by the networks provided additional insights into these mechanisms. Our work highlights the potential of cognitive control to aid continual learning in neural networks, and offers an explanation for the advantage of blocking that has been observed in humans.


翻译:神经网络在持续学习中挣扎,因为灾难性的遗忘:当试验受阻时,新的学习可以覆盖从前几个街区学到的东西。人类在这些环境中有效地学习,有时甚至展示了阻塞的好处,建议大脑包含解决这一问题的机制。在这里,我们以先前的工作为基础,并表明配备了认知控制机制的神经网络在试验受阻时不会出现灾难性的遗忘。我们进一步显示出在控制信号中存在积极维护偏差时阻断干扰的优势,这意味着维护与控制强度之间的权衡。对网络所学的地图式表述的分析为这些机制提供了更多的洞察力。我们的工作凸显了认知控制在神经网络中帮助持续学习的潜力,并解释了在人类中观察到的阻塞的好处。

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