Nikotin gilt als die Abhängigkeit verursachende Komponente im Zigarettenrauch. Zudem hat Nikotin einen Einfluss auf die Ausbildung von lang anhaltenden kortikalen Erregbarkeitsveränderungen. Diese als neuroplastisch bezeichneten Veränderungen gelten als neurophysiologische Grundlage von Lern- und Gedächtnisprozessen. Die kognitiven Fähigkeiten sind bei Rauchern im Nikotinentzug reduziert und bessern sich erst nach Nikotingabe wieder. Auch Nichtraucher zeigen verbesserte kognitive Leistungen nach Nikotingabe. Im Rahmen dieser Arbeit sollte untersucht werden, in welchem Maße nikotinerge Acetylcholin-Rezeptoren bei der Induktion von inhibitorischen kortikalen Erregbarkeitsveränderungen im menschlichen Gehirn eine Rolle spielen. Daher führten wir Versuche mit dem für diese Rezeptoren spezifischen Liganden Nikotin durch. Wir untersuchten den Einfluss von schnell anflutendem Nikotin in Form von Nasenspray und eines kontinuierlich hohen Nikotinspiegels in Form eines Nikotinpflasters auf inhibitorische kortikale Erregbarkeitsveränderungen bei Rauchern und Nichtrauchern. Für die Auslösung fokaler inhibitorischer Erregbarkeitsveränderungen verwendeten wir die gepaarte assoziative Stimulation (PAS). Mittels transkranieller Magnetstimulation wurden die kortikalen Exzitabilitätsveränderungen über die Änderung der MEP-Amplituden im Musculus abductor digiti minimi erfasst. Ohne Nikotin hatten sowohl Nichtraucher als auch Raucher die Fähigkeit zur Ausbildung von inhibitorischen kortikalen Erregbarkeitsveränderungen, wobei diese bei Rauchern im Nikotinentzug deutlich schlechter ausgeprägt waren als bei Nichtrauchern. Bei Nichtrauchern wurden die inhibitorischen Nacheffekte der PAS durch Nikotin aufgehoben bzw. vermindert, während sie bei Rauchern initial kürzer anhielten, später jedoch erneut auftraten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Nikotin eine wichtige Rolle bei der Ausbildung von inhibitorischen kortikalen Erregbarkeitsveränderungen spielt. Da diese als neuroplastisch bezeichneten Veränderungen als neurophysiologisches Korrelat für Lernvorgänge und Gedächtnis angesehen werden, lässt sich ein hierdurch vermittelter Einfluss von Nikotinabhängigkeit und Nikotinentzug auf kognitive Prozesse annehmen. Zudem nimmt Nikotin einen bedeutsamen Einfluss auf die durch zerebrale Stimulationsprotokolle wie die PAS ausgelösten Effekte.

Due to the growing mismatch between processor performance and memory latency, many dynamic mechanisms which are “invisible” to the user have been proposed: for example, trace caches and automatic pre-fetch units. However, these dynamic mechanisms have become inadequate due to implicit memory accesses that have become so expensive. On the other hand, compiler-visible mechanisms like SWAR (SIMD Within A Register) and LARs (Line Associative Registers) are potentially more effective at improving data access performance. This thesis investigates applying the same ideas to improve instruction access. ILAR (Instruction LARs) store instructions in wide registers. Instruction blocks are explicitly loaded into ILAR, using block compression to enhance memory bandwidth. The control flow of the program then refers to instructions directly by their position within an ILAR, rather than by lengthy memory addresses. Because instructions are accessed directly from within registers, there is no implicit instruction fetch from memory. This thesis proposes an instruction set architecture for ILAR, investigates a mechanism to load ILAR using the best available block compression algorithm and also develop hardware descriptions for both ILAR and a conventional memory cache model so that performance comparisons could be made on the instruction fetch stage.

A widespread and persistent memory error that people commit on a daily basis is the post-completion error (PCE; i.e., forgetting to complete the final step of a procedural task). PCEs occur in the railroad industry when a locomotive conductor changes the direction of a rail switch but fails to report this change. This particular error could contribute to unsafe conditions as another train traveling on the same track could derail. Although training can help reduce some of the factors leading to unsafe conditions on the rail, research has demonstrated that PCEs are different from other errors of omission in that they cannot be eliminated through training, which makes them a difficult problem to address. Therefore, there is a need to explore new remedial actions designed to reduce PCEs. The current study investigated the effectiveness of a theoretically motivated intervention at reducing PCEs in trainyard operations, where making these errors could be life-threatening. Twenty-eight undergraduates completed trainyard tasks within a high-fidelity simulator. Each participant received the behavioral intervention in one block and no intervention in another. Specifically, participants were required to perform an additional task designed to remind participants of the post-completion (PC) step. The intervention significantly reduced PCE rates in the context of trainyard operations, on average, by 65%. We discuss implications of these results on reducing trainyard accidents, and how this outcome can contribute to the literature on the cause of PCEs.

Nous étudions la réalisation optique de réseaux neuronaux simples. La réalisation optique de tels modèles passe par l'étude d'éléments non linéaires et de connecteurs holographiques. Nous proposons un schéma global faisant appel a une architecture optoélectronique pour réaliser des modèles d'ordre élevé. Cette approche est validée par une expérience en laboratoire. Dans la seconde partie, nous abordons une étude préliminaire de faisabilité d'un générateur optique de tableaux de nombres aléatoires. Nous proposons un montage optimise permettant la réalisation d'un prototype compact, rapide et fiable

Data Distribution Management (DDM) deals with two basic problems: how to distribute data generated at the application layer among underlying nodes in a distributed system and how to retrieve data back whenever it is necessary. This thesis explores DDM in two different network environments: peer-to-peer (P2P) overlay networks and cluster-based network environments. DDM in P2P overlay networks is considered a more complete concept of building and maintaining a P2P overlay architecture than a simple data fetching scheme, and is closely related to the more commonly known associative searching or queries. DDM in the cluster-based network environment is one of the important services provided by the simulation middle-ware to support real-time distributed interactive simulations. The only common feature shared by DDM in both environments is that they are all built to provide data indexing service. Because of these fundamental differences, we have designed and developed a novel distributed data structure, Hierarchically Distributed Tree (HD Tree), to support range queries in P2P overlay networks. All the relevant problems of a distributed data structure, including the scalability, self-organizing, fault-tolerance, and load balancing have been studied. Both theoretical analysis and experimental results show that the HD Tree is able to give a complete view of system states when processing multi-dimensional range queries at different levels of selectivity and in various error-prone routing environments. On the other hand, a novel DDM scheme, Adaptive Grid-based DDM scheme, is proposed to improve the DDM performance in the cluster-based network environment. This new DDM scheme evaluates the input size of a simulation based on probability models. The optimum DDM performance is best approached by adapting the simulation running in a mode that is most appropriate to the size of the simulation.

The present study investigated the differential effects of test-induced priming on false memories evoked by Converging Associates Procedure (DRM lists) and Category Associates Procedures (Category lists). The experimental settings involved the manipulation of test order of the critical items, in relation to the list items from their corresponding lists. The significance of the study comes from the fact that it directly compares the false memories elicited by Converging Associates Procedure and Category Associates Procedures within the same experimental settings. The results demonstrated that associative processes at test affected the proportion of false recollections elicited by DRM lists more than that elicited by Category lists. The results are discussed in relation to gist based theories of false memory and activation/monitoring account.

文字的意義是怎樣的儲存於我們的記憶？又是透過怎樣的方式來了解文字中的意義呢？本研究藉由語義促發效果的探討，一方面檢視語義與連結促發作用對字彙辨識的影響，另一方面提供中文的辨識歷程及記憶表徵方面的訊息。 本研究在三個相關的實驗中，藉著操弄了各種獨變項來回答上述的問題，第一個獨變項是促發項與目標項的關係；例如，促發項與目標項配對不但會形成（1）雙字詞，且彼此具有相似的意義（如，酣—睡），（2）雙字詞，但彼此具有不同的意義（如，餅—乾），（3）促發項與目標項之間具有相似的意義成分，但不會形成雙字詞（如，扔—丟），以及（4）促發項與目標項之間沒有意義上的關聯。本研究操弄的第二個獨變項是相關配對佔所有刺激的百分比（50％與25％），第三個獨變項則是促發項與目標項之間的聯想強度（高聯想與低聯想）。 綜觀本三個實驗的結果發現（1）當促發項與目標項具有意義上的關聯時，有加速文字辨識的歷程，（2）在高相關配對百分比的情境中，不論高、低聯想強度，意義關聯的刺激配對有顯著的促發效果，（3）在低相關配對百分比的情境中，刺激配對形成雙字詞，但彼此具有不同的意義，則高、低聯想強度都有顯著的促發效果；至於刺激配對形成雙字詞，且彼此具有相似的意義以及刺激配對具有相似的意義成分，但不會形成雙字詞時，則只有高聯想強度有顯著的促發效果，但低聯想強度沒有顯著的促發效果。 這樣的結果顯示在字彙判斷作業中，當促發項與目標項只有意義相似性的成分時，並無法加速受試者對文字的辨識。至於當促發項與目標項形成雙字詞，但彼此具有不同的意義時，並不同於其他的刺激配對，其促發效果可能是藉由組合線索，觸及字彙層次的連結訊息，因而加快文字的辨識速度。

Title from first page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 22-31).

L'objectif de la recherche en Intelligence Artificielle (IA) est de répliquer les capacités cognitives humaines au moyen des ordinateurs modernes. Les résultats de ces dernières années semblent annoncer une révolution technologique qui pourrait changer profondément la société. Nous focalisons notre intérêt sur deux aspects cognitifs fondamentaux, l'apprentissage et la mémoire. Les mémoires associatives offrent la possibilité de stocker des éléments d'information et de les récupérer à partir d'une partie de leur contenu, et imitent ainsi la mémoire cérébrale. L'apprentissage profond permet de passer d'une perception analogique du monde extérieur à une représentation parcimonieuse et plus compacte. Dans le chapitre 2, nous présentons une mémoire associative inspirée des réseaux de Willshaw, avec une connectivité contrainte. Cela augmente la performance de récupération des messages et l'efficacité du stockage de l'information.Dans le chapitre 3, une architecture convolutive a été appliquée sur une tâche de lecture de mots partiellement affichés dans des conditions similaires à une étude de psychologie sur des sujets humains. Cette expérimentation montre la similarité de comportement du réseau avec les sujets humains concernant différentes caractéristiques de l'affichage des mots.Le chapitre 4 introduit une méthode de représentation des catégories par des assemblées de neurones dans les réseaux profonds. Pour les problèmes à grand nombre de classes, cela permet de réduire significativement les dimensions d'un réseau.Le chapitre 5 décrit une méthode d'interfaçage des réseaux de neurones profonds non supervisés avec les mémoires associatives à cliques. / The objective of research in Artificial Intelligence (AI) is to reproduce human cognitive abilities by means of modern computers. The results of the last few years seem to announce a technological revolution that could profoundly change society. We focus our interest on two fundamental cognitive aspects, learning and memory. Associative memories offer the possibility to store information elements and to retrieve them using a sub-part of their content, thus mimicking human memory. Deep Learning allows to transition from an analog perception of the outside world to a sparse and more compact representation.In Chapter 2, we present a neural associative memory model inspired by Willshaw networks, with constrained connectivity. This brings an performance improvement in message retrieval and a more efficient storage of information.In Chapter 3, a convolutional architecture was applied on a task of reading partially displayed words under similar conditions as in a former psychology study on human subjects. This experiment put inevidence the similarities in behavior of the network with the human subjects regarding various properties of the display of words.Chapter 4 introduces a new method for representing categories usingneuron assemblies in deep networks. For problems with a large number of classes, this allows to reduce significantly the dimensions of a network.Chapter 5 describes a method for interfacing deep unsupervised networks with clique-based associative memories.

Nous sous-estimons sans cesse notre mémoire. Nous la blâmons pour ses déboires mais ne la louons jamais pour ses succès. Toutefois, il faut bien l'admettre, notre mémoire flanche et ses capacités, notamment concernant l'évocation de souvenirs, faiblissent avec le temps et l'avancée en âge. Le cadre de la cognition incarnée propose que notre mémoire n'est pas simplement un outil nous permettant d'accéder à notre passé. Elle est avant tout tournée vers le présent et nous aide à appréhender chaque moment de notre vie quotidienne grâce à l'accumulation des expériences que nous vivons et qui nous servent de référence. La mémoire conserve des traces sensori-motrices de ces expériences (Versace, Labeye, Badard, & Rose, 2009) et son efficacité se définit alors par la capacité d'une situation à réactiver des propriétés stockées en mémoire et pertinentes par rapport à cette situation. C'est de cette réactivation que découle l'émergence des connaissances mais l'efficacité de cette réactivation dépend principalement du lien entre les différentes propriétés lorsqu'elles sont encodées au sein des traces des événements auxquels elles appartiennent. Au sein du modèle fonctionnel de mémoire à traces-multiples Act-in (Versace et al., 2014), l'établissement de ce lien repose sur le mécanisme d'intégration intra-trace. Certains facteurs, tels que la réalisation d'une action ou l'expérience d'une émotion, sont connus pour leurs effets sur l'efficacité de la mémoire. Cependant, ces effets n'ont que très peu été étudiés en rapport avec une conception incarnée de la mémoire. Nous émettions l'hypothèse que l'influence de ces facteurs sur la mémoire reflétait principalement leur impact sur le fonctionnement du mécanisme d'intégration. Le premier objectif de ce travail de thèse était donc d'évaluer si l'action et l'émotion permettaient d'améliorer le fonctionnement du mécanisme d'intégration. Ce mécanisme pouvant opérer à différents niveaux d'association entre les propriétés d'un événement : intégration des propriétés d'un item ou intégration de cet item à son contexte; ces travaux avaient également pour objectif de mettre en évidence un pattern clair vis-à-vis des effets de l'action et de l'émotion sur ces différents niveaux. Enfin, nous soutenons l'hypothèse émise par certains auteurs (e.g. Benjamin, 2000) selon laquelle les difficultés mnésiques rencontrées lors du vieillissement normal sont dues à un déficit dans l'établissement d'associations en mémoire entre différents éléments d'un événements. Ce déficit associatif peut se traduire en termes de déficit du mécanisme d'intégration et le dernier objectif de ces travaux consistait à évaluer si l'action et l'émotion, de par leur influence sur le mécanisme d'intégration, pouvaient réduire les déficits mnésiques observés chez les personnes âgées. Afin de tester ces hypothèses, nous avons employé un paradigme permettant d'obtenir des scores de performances sur les différents niveaux d'intégration chez un même individu tout en manipulant les effets de la réalisation d'actions au moment de l'encodage de l'information ou en manipulant la valence émotionnel du matériel employé et ce chez des adultes jeunes et âgés. / We tend to always underestimate our memory. We blame it for its mishaps but never praise it for its successes. Nonetheless, one must admit that memory has its flaws and its capacities, mostly regarding recollections, weaken with time and age. In the grounded cognition framework, memory is not just a tool to access our past. Memory is mainly turned towards the present and it helps us adapt to each moment of our daily lives thanks to the accumulation of the experiences we live and that become references. Memory is made up of sensori-motor traces of these experiences (Versace, Labeye, Badard, & Rose, 2009) and its effectiveness is thus defined by the potential of a situation to reactivate the properties stored in memory and that are relevant for the present situation. Knowledge emerges the reactivation from but the effectiveness of the reactivation depends mostly on the link between the different properties of an event at the moment of their encoding in memory. Within Act-in, a multiple-traces functional memory model (Versace et al., 2014), the formation of this link rests upon the integration mechanism.Several factors, such as performing an action or experiencing an emotion, are known to influence on memory effectiveness. However, this influence has only be rarely investigated in a grounded approach of memory. We formulated the hypothesis that the influence of these factors on memory reflects their impact on the integration mechanism. The first objective of this thesis was to assess if action and emotion were able to improve integration. This mechanism operates on different levels of association between the properties of an event: integration of the properties of an item and integration of the item to its context; the work reported in the present document aimed to identify a clear pattern regarding the effects of action and emotion on these different levels.Finally, we support the hypothesis formulated by several authors (e.g. Benjamin, 2000) according to which the memory difficulties encountered in normal aging are caused by a deficit in the formation of associations between the different elements of an event in memory. The associative deficit can be translated in terms of an integration deficit and our last objective was then to assess if action and emotion, through their influence on integration, could reduce the memory deficits observed in older adults. To test these hypotheses, we used a paradigm designed to evaluate the performances on the different levels of integration in one individual manipulating at the same time the actions performed by the participants at encoding or the emotional valence of the material both in young and older adults.