Journal of Neuroscience· 2026Q1
Biyolojik olarak makul şemalara sahip eşli ilişkilendirme navigasyonunun tek seferlik öğrenimi
One-shot learning of paired association navigation with biologically plausible schemas
- 2atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Yol entegrasyonu, ödül modüleli Hebbian plastisite ve çalışma belleği kapılama mekanizmasını kullanan nöral bir ajan, kemirgen davranışını tekrarlayarak ve hem makine öğrenimi hem de psikopatoloji için çıkarımlar önererek eşli ilişkilendirme navigasyon görevlerinde tek seferlik öğrenim elde eder.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Yol entegrasyonu, ödül modüleli keşifsel Hebbian plastisite ve bir çalışma belleği kapılama mekanizması kullanılarak bir nöral ajan geliştirildi.
- Ajan, navigasyon görevlerinde ipucu-konum ilişkilerinin kademeli öğrenimini ve ardından tek seferlik öğrenimini gösterir.
- Model, çoklu eşli ilişkilendirme (MPA) navigasyon görevindeki kemirgen öğreniminin temel davranışsal özelliklerini yeniden üretir.
- Çalışma, şema tabanlı tek seferlik öğrenimin altında yatan nöral mekanizmalar hakkında test edilebilir tahminler üretir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
After learning a multiple paired-association (MPA) navigation task, rodents can rapidly learn new cue–location associations after a single exposure, a phenomenon proposed to be facilitated by cognitive schemas. However, it remains unclear what schemas support this behavior and how they could be implemented in biological neural circuits. Here, we identify a set of schemas sufficient for gradual then one-shot paired-association navigation, and implement them in a fully neural agent using biologically plausible plasticity rules. The agent gradually acquires a low-dimensional spatial metric representation using a path-integration based temporal-difference error, enabling self-localization across different environments. It also contains a memory network that forms one-shot associations between sensory cues and goal locations, implemented using reward-modulated exploratory Hebbian (EH) plasticity. A third network performs vector subtraction between the agent’s current and goal location to compute goal-directed actions. Supplementing these schemas with an actor–critic enables one-shot navigation past obstacles. Lastly, learning a working-memory gating mechanism using the temporal-difference error enables one-shot learning even with brief cue and distractor presentation. The model reproduces key behavioral features of rodent learning in the MPA task and generates testable predictions about the neural mechanisms underlying schema-based one-shot learning. Significance Statement Schema-dependent learning is exemplified by better recall of a lecture when one already has a schema for understanding. A rodent navigation task showing a shift from slow to rapid learning has been proposed to reflect such schema use, yet how schemas are neurally implemented and enable faster learning is poorly understood. We clarify this gap in this computational study by describing several schemas and implement them as neural networks with biologically plausible learning rules. Composing them into an agent reproduces schema-dependent rodent learning behavior. Because schemas also shape self beliefs, clarifying their neural basis has implications for psychopathology. At the same time, understanding how biological schemas support rapid learning may inform advances in machine learning.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of Neuroscience, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Bilişsel Sinirbilim
Cognitive NeuroscienceNeuroscience