A variety of behaviors like spatial navigation or bodily motion can be formulated as graph traversal problems through cognitive maps. We present a neural network model which can solve such tasks and is compatible with a broad range of empirical findings about the mammalian neocortex and hippocampus. The neurons and synaptic connections in the model represent structures that can result from self-organization into a cognitive map via Hebbian learning, i.e. into a graph in which each neuron represents a point of some abstract task-relevant manifold and the recurrent connections encode a distance metric on the manifold. Graph traversal problems are solved by wave-like activation patterns which travel through the recurrent network and guide a localized peak of activity onto a path from some starting position to a target state.


翻译:通过认知地图,可以将空间导航或身体运动等各种行为设计成图表穿行问题。我们提出了一个神经网络模型,可以解决这些任务,并与关于哺乳动物新皮层和河马坎普斯的广泛经验调查结果相容。模型中的神经元和合成连接代表着通过Hebbian学习自我组织形成认知地图的结构,即每个神经元代表一些与任务相关的抽象元体的某个点,以及将距离指标编码在多元体上的经常性连接。图表穿行问题通过波状活化模式解决,这种模式通过经常网络,引导局部活动高峰从某个起始位置到目标状态。

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