Global exponential periodicity of a class of bidirectional associative memory networks with finite distributed delays

In this paper, we study the periodic oscillatory behavior of a class of bidirectional associative memory (BAM) networks with finite distributed delays. A set of criteria are proposed for determining global exponential periodicity of the proposed BAM networks, which assume neither differentiability nor monotonicity of the activation function of each neuron. In addition, our criteria are easily checkable. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Auto-associative memory using n-tuple techniques

The use of n-tuple or weightless neural networks as pattern recognition devices has been well documented. They have a significant advantages over more common networks paradigms, such as the multilayer perceptron in that they can be easily implemented in digital hardware using standard random access memories. To date, n-tuple networks have predominantly been used as fast pattern classification devices. The paper describes how n-tuple techniques can be used in the hardware implementation of a general auto-associative network.

I owe you: age-related similarities and differences in associative memory for gains and losses

Older adults often experience associative memory impairments but can sometimes remember important information. The current experiments investigate potential age-related similarities and differences associate memory for gains and losses. Younger and older participants were presented with faces and associated dollar amounts, which indicated how much money the person “owed” the participant, and were later given a cued recall test for the dollar amount. Experiment 1 examined face-dollar amount pairs while Experiment 2 included negative dollar amounts to examine both gains and losses. While younger adults recalled more information relative to older adults, both groups were more accurate in recalling the correct value associated with high value faces compared to lower value faces and remembered gist-information about the values. However, negative values (losses) did not have a strong impact on recall among older adults versus younger adults, illustrating important associative memory differences between younger and older adults.

Enhanced associative memory for colour (but not shape or location) in synaesthesia

People with grapheme-colour synaesthesia have been shown to have enhanced memory on a range of tasks using both stimuli that induce synaesthesia (e.g. words) and, more surprisingly, stimuli that do not (e.g. certain abstract visual stimuli). This study examines the latter by using multi-featured stimuli consisting of shape, colour and location conjunctions (e.g. shape A + colour A + location A; shape B + colour B + location B) presented in a recognition memory paradigm. This enables distractor items to be created in which one of these features is ‘unbound’ with respect to the others (e.g. shape A + colour B + location A; shape A + colour A + location C). Synaesthetes had higher recognition rates suggesting an enhanced ability to bind certain visual features together into memory. Importantly, synaesthetes’ false alarm rates were lower only when colour was the unbound feature, not shape or location. We suggest that synaesthetes are “colour experts” and that enhanced perception can lead to enhanced memory in very specific ways; but, not for instance, an enhanced ability to form associations per se. The results support contemporary models that propose a continuum between perception and memory.

Adolescent tobacco-related associative memory: a cross-sectional and contextual analysis

Tobacco use is prevalent in adolescents, and understanding factors that contribute to its uptake and early development remains a critical public health priority. Implicit drug-related memory associations (DMAs) are predictive of drug use in older samples, but such models have little application to adolescent tobacco use. Moreover, extant research on memory associations yields little information on contextual factors that may be instrumental in the development of DMAs. The present study examined (a) the degree to which tobacco-related memory associations (TMAs) were associated with concurrent tobacco use and (b) the extent to which TMAs mediated the association of peer and self-use. A sample of 210 Australian high school students was recruited. Participants completed TMA tasks and behavioral checklists designed to obscure the tobacco-related focus of the study. Results showed that TMAs were associated with peer use, and TMAs predicted self-use. We found no evidence that TMAs mediated the association of peer and self-use. Future research might examine the emotive valence of implicit nodes and drinking behavior. The results have implications for testing the efficacy of consciousness-raising interventions for adolescents at risk of tobacco experimentation or regular use.

Long-term habituation (LTH) in the crab Chasmagnathus: a model for behavioral and mechanistic studies of memory

A decade of studies on long-term habituation (LTH) in the crab Chasmagnathus is reviewed. Upon sudden presentation of a passing object overhead, the crab reacts with an escape response that habituates promptly and for at least five days. LTH proved to be an instance of associative memory and showed context, stimulus frequency and circadian phase specificity. A strong training protocol (STP) (³15 trials, intertrial interval (ITI) of 171 s) invariably yielded LTH, while a weak training protocol (WTP) (£10 trials, ITI = 171 s) invariably failed. STP was used with a presumably amnestic agent and WTP with a presumably hypermnestic agent. Remarkably, systemic administration of low doses was effective, which is likely to be due to the lack of an endothelial blood-brain barrier. LTH was blocked by inhibitors of protein and RNA synthesis, enhanced by protein kinase A (PKA) activators and reduced by PKA inhibitors, facilitated by angiotensin II and IV and disrupted by saralasin. The presence of angiotensins and related compounds in the crab brain was demonstrated. Diverse results suggest that LTH includes two components: an initial memory produced by spaced training and mainly expressed at an initial phase of testing, and a retraining memory produced by massed training and expressed at a later phase of testing (retraining). The initial memory would be associative, context specific and sensitive to cycloheximide, while the retraining memory would be nonassociative, context independent and insensitive to cycloheximide

Design of associative memories using cellular neural networks

Cellular neural networks (CNNs) have locally connected neurons. This characteristic makes CNNs adequate for hardware implementation and, consequently, for their employment on a variety of applications as real-time image processing and construction of efficient associative memories. Adjustments of CNN parameters is a complex problem involved in the configuration of CNN for associative memories. This paper reviews methods of associative memory design based on CNNs, and provides comparative performance analysis of these approaches.

The Role of Consciousness in Memory

Conscious events interact with memory systems in learning, rehearsal and retrieval (Ebbinghaus 1885/1964; Tulving 1985). Here we present hypotheses that arise from the IDA computional model (Franklin, Kelemen and McCauley 1998; Franklin 2001b) of global workspace theory (Baars 1988, 2002). Our primary tool for this exploration is a flexible cognitive cycle employed by the IDA computational model and hypothesized to be a basic element of human cognitive processing. Since cognitive cycles are hypothesized to occur five to ten times a second and include interaction between conscious contents and several of the memory systems, they provide the means for an exceptionally fine-grained analysis of various cognitive tasks. We apply this tool to the small effect size of subliminal learning compared to supraliminal learning, to process dissociation, to implicit learning, to recognition vs. recall, and to the availability heuristic in recall. The IDA model elucidates the role of consciousness in the updating of perceptual memory, transient episodic memory, and procedural memory. In most cases, memory is hypothesized to interact with conscious events for its normal functioning. The methodology of the paper is unusual in that the hypotheses and explanations presented are derived from an empirically based, but broad and qualitative computational model of human cognition.

Late memory-related genes in the hippocampus revealed by RNA fingerprinting

Although long-term memory is thought to require a cellular program of gene expression and increased protein synthesis, the identity of proteins critical for associative memory is largely unknown. We used RNA fingerprinting to identify candidate memory-related genes (MRGs), which were up-regulated in the hippocampus of water maze-trained rats, a brain area that is critically involved in spatial learning. Two of the original 10 candidate genes implicated by RNA fingerprinting, the rat homolog of the ryanodine receptor type-2 and glutamate dehydrogenase (EC 1.4.1.3), were further investigated by Northern blot analysis, reverse transcription–PCR, and in situ hybridization and confirmed as MRGs with distinct temporal and regional expression. Successive RNA screening as illustrated here may help to reveal a spectrum of MRGs as they appear in distinct domains of memory storage.

Influence of frequent nightmares on REM sleep-dependent emotional memory processing

La littérature suggère que le sommeil paradoxal joue un rôle dans l'intégration associative de la mémoire émotionnelle. De plus, les rêves en sommeil paradoxal, en particulier leur nature bizarre et émotionnelle, semblent refléter cette fonction associative et émotionnelle du sommeil paradoxal. La conséquence des cauchemars fréquents sur ce processus est inconnue, bien que le réveil provoqué par un cauchemar semble interférer avec les fonctions du sommeil paradoxal. Le premier objectif de cette thèse était de reproduire conceptuellement des recherches antérieures démontrant que le sommeil paradoxal permet un accès hyper-associatif à la mémoire. L'utilisation d'une sieste diurne nous a permis d'évaluer les effets du sommeil paradoxal, comparativement au sommeil lent et à l’éveil, sur la performance des participants à une tâche sémantique mesurant « associational breadth » (AB). Les résultats ont montré que seuls les sujets réveillés en sommeil paradoxal ont répondu avec des associations atypiques, ce qui suggère que le sommeil paradoxal est spécifique dans sa capacité à intégrer les traces de la mémoire émotionnelle (article 1). En outre, les rapports de rêve en sommeil paradoxal étaient plus bizarres que ceux en sommeil lent, et plus intenses émotionnellement ; ces attributs semblent refléter la nature associative et émotionnelle du sommeil paradoxal (article 2). Le deuxième objectif de la thèse était de préciser si et comment le traitement de la mémoire émotionnelle en sommeil paradoxal est altéré dans le Trouble de cauchemars fréquents (NM). En utilisant le même protocole, nos résultats ont montré que les participants NM avaient des résultats plus élevés avant une sieste, ce qui correspond aux observations antérieures voulant que les personnes souffrant de cauchemars soient plus créatives. Après le sommeil paradoxal, les deux groupes, NM et CTL, ont montré des changements similaires dans leur accès associatif, avec des résultats AB-négatif plus bas et AB-positif plus grands. Une semaine plus tard, seul les participants NM a maintenu ce changement dans leur réseau sémantique (article 3). Ces résultats suggèrent qu’au fil du temps, les cauchemars peuvent interférer avec l'intégration de la mémoire émotionnelle pendant le sommeil paradoxal. En ce qui concerne l'imagerie, les participants NM avaient plus de bizarrerie et plus d’émotion positive, mais pas négative, dans leurs rêveries (article 4). Ces attributs intensifiés suggèrent à nouveau que les participants NM sont plus imaginatifs et créatifs à l’éveil. Dans l'ensemble, les résultats confirment le rôle du sommeil paradoxal dans l'intégration associative de la mémoire émotionnelle. Cependant, nos résultats concernant le Trouble de cauchemars ne sont pas entièrement en accord avec les théories suggérant que les cauchemars sont dysfonctionnels. Le groupe NM a montré plus d’associativité émotionnelle, de même que plus d'imagerie positive et bizarre à l’éveil. Nous proposons donc une nouvelle théorie de sensibilité environnementale associée au Trouble de cauchemar, suggérant qu'une sensibilité accrue à une gamme de contextes environnementaux sous-tendrait les symptômes uniques et la richesse imaginative observés chez les personnes souffrant de cauchemars fréquents. Bien que davantage de recherches doivent être faites, il est possible que ces personnes puissent bénéficier e milieux favorables, et qu’elles puissent avoir un avantage adaptatif à l'égard de l'expression créative, ce qui est particulièrement pertinent lorsque l'on considère leur pronostic et les différents types de traitements.

Influence of frequent nightmares on REM sleep-dependent emotional memory processing

La littérature suggère que le sommeil paradoxal joue un rôle dans l'intégration associative de la mémoire émotionnelle. De plus, les rêves en sommeil paradoxal, en particulier leur nature bizarre et émotionnelle, semblent refléter cette fonction associative et émotionnelle du sommeil paradoxal. La conséquence des cauchemars fréquents sur ce processus est inconnue, bien que le réveil provoqué par un cauchemar semble interférer avec les fonctions du sommeil paradoxal. Le premier objectif de cette thèse était de reproduire conceptuellement des recherches antérieures démontrant que le sommeil paradoxal permet un accès hyper-associatif à la mémoire. L'utilisation d'une sieste diurne nous a permis d'évaluer les effets du sommeil paradoxal, comparativement au sommeil lent et à l’éveil, sur la performance des participants à une tâche sémantique mesurant « associational breadth » (AB). Les résultats ont montré que seuls les sujets réveillés en sommeil paradoxal ont répondu avec des associations atypiques, ce qui suggère que le sommeil paradoxal est spécifique dans sa capacité à intégrer les traces de la mémoire émotionnelle (article 1). En outre, les rapports de rêve en sommeil paradoxal étaient plus bizarres que ceux en sommeil lent, et plus intenses émotionnellement ; ces attributs semblent refléter la nature associative et émotionnelle du sommeil paradoxal (article 2). Le deuxième objectif de la thèse était de préciser si et comment le traitement de la mémoire émotionnelle en sommeil paradoxal est altéré dans le Trouble de cauchemars fréquents (NM). En utilisant le même protocole, nos résultats ont montré que les participants NM avaient des résultats plus élevés avant une sieste, ce qui correspond aux observations antérieures voulant que les personnes souffrant de cauchemars soient plus créatives. Après le sommeil paradoxal, les deux groupes, NM et CTL, ont montré des changements similaires dans leur accès associatif, avec des résultats AB-négatif plus bas et AB-positif plus grands. Une semaine plus tard, seul les participants NM a maintenu ce changement dans leur réseau sémantique (article 3). Ces résultats suggèrent qu’au fil du temps, les cauchemars peuvent interférer avec l'intégration de la mémoire émotionnelle pendant le sommeil paradoxal. En ce qui concerne l'imagerie, les participants NM avaient plus de bizarrerie et plus d’émotion positive, mais pas négative, dans leurs rêveries (article 4). Ces attributs intensifiés suggèrent à nouveau que les participants NM sont plus imaginatifs et créatifs à l’éveil. Dans l'ensemble, les résultats confirment le rôle du sommeil paradoxal dans l'intégration associative de la mémoire émotionnelle. Cependant, nos résultats concernant le Trouble de cauchemars ne sont pas entièrement en accord avec les théories suggérant que les cauchemars sont dysfonctionnels. Le groupe NM a montré plus d’associativité émotionnelle, de même que plus d'imagerie positive et bizarre à l’éveil. Nous proposons donc une nouvelle théorie de sensibilité environnementale associée au Trouble de cauchemar, suggérant qu'une sensibilité accrue à une gamme de contextes environnementaux sous-tendrait les symptômes uniques et la richesse imaginative observés chez les personnes souffrant de cauchemars fréquents. Bien que davantage de recherches doivent être faites, il est possible que ces personnes puissent bénéficier e milieux favorables, et qu’elles puissent avoir un avantage adaptatif à l'égard de l'expression créative, ce qui est particulièrement pertinent lorsque l'on considère leur pronostic et les différents types de traitements.

Recognition of noisy images by PLL networks

We use networks composed of three phase-locked loops (PLLs), where one of them is the master, for recognizing noisy images. The values of the coupling weights among the PLLs control the noise level which does not affect the successful identification of the input image. Analytical results and numerical tests are presented concerning the scheme performance. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Multiple synchronous states in static delay-free mutually connected PLL networks

In many engineering applications, the time coordination of geographically separated events is of fundamental importance, as in digital telecommunications and integrated digital circuits. Mutually connected (MC) networks are very good candidates for some new types of application, such as wireless sensor networks. This paper presents a study on the behavior of MC networks of digital phase-locked loops (DPLLs). Analytical results are derived showing that, even for static networks without delays, different synchronous states may exist for the network. An upper bound for the number of such states is also presented. Numerical simulations are used to show the following results: (i) the synchronization precision in MC DPLLs networks; (ii) the existence of synchronous states for the network does not guarantee its achievement and (iii) different synchronous states may be achieved for different initial conditions. These results are important in the neural computation context. as in this case, each synchronous state may be associated to a different analog memory information. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.