具有潜伏抑制效应和多遗忘模式的巴甫洛夫联想记忆电路

摘要

本发明提出了一种具有潜伏抑制效应和多遗忘模式的巴甫洛夫联想记忆电路，输入食物刺激信号分别与忆阻的正端、潜伏抑制模块和电压控制模块相连接，输入铃声刺激信号分别与潜伏抑制模块和电压控制模块相连接，输入电击刺激信号与自发恢复模块相连接，潜伏抑制模块和电压控制模块的输出端均与突触模块相连接，突触模块的输出端分别与潜伏抑制模块和电压控制模块相连接，多巴胺神经元模块的输出端与自发恢复模块相连接，自发恢复模块的输出端与多巴胺神经元模块相连接，通过逻辑电路I与最终输出端相连接。本发明实现了潜伏抑制效应下学习速率和遗忘速率的变化，实现了学习和遗忘速率随学习次数增加发生变化；实现了不同电击强度下的暂时性遗忘效果。

说明书

技术领域

本发明涉及神经网络电路的技术领域，尤其涉及一种具有潜伏抑制效应和多遗忘模式的巴甫洛夫联想记忆电路。

背景技术

忆阻作为一种新兴的纳米级别的两端电子器件，已经广泛应用于人工神经网络、保密通信、存储器(非易失性)、模拟电路、人工智能计算机和生物行为仿真等领域。因为忆阻具有很强的忆阻可塑性，所以特别适合于实现神经形态系统。可以用忆阻模拟生物突触来构建神经形态电路，实现生物的联想记忆功能。

经典条件反射被认为是动物学习的一种基本方法，它建立了条件刺激(CS)和条件反应(CR)之间的联系。最著名的经典条件反射实验是1927年巴甫洛夫做的。当狗看到食物时(非条件刺激，US)，它会开始分泌唾液(非条件反射，UR)。在巴甫洛夫的研究中，狗在每次喂食时都会听到一种铃声(CS)。经过一段时间的训练后，当听到铃声时，狗开始流口水(CR)。

潜伏抑制(latent inhibition，LI)是一种活跃的现象，它指的是如果一个刺激被反复呈现而未被强化(前呈现)，那么这种前呈现将干扰随后的涉及该刺激的学习任务。人类和其他多种哺乳类动物研究证实，LI现象可见于各种经典和操作式条件反射如被动和主动回避、条件反射性情绪反应、味觉厌恶、线索辨别学习等。

基于多巴胺的短暂遗忘机制：主动遗忘是大脑记忆管理系统的重要组成部分。遗忘可以是永久性的，即先前的记忆完全丢失；也可以是暂时性的，即记忆以检索受损的临时状态存在。目前已经发现一种多巴胺神经元，它协调了导致短暂遗忘的记忆抑制。人工激活这个神经元并不会消除长期记忆的表达。相反，它会短暂地抑制记忆检索，随着时间的推移，记忆会再次变得可访问，并且更强的刺激会导致更长的遗忘期，但并不会使长期记忆消除。

发明内容

针对现有神经网络电路没有考虑潜伏抑制和暂时性遗忘功能的技术问题，本发明提出一种具有潜伏抑制效应和多遗忘模式的巴甫洛夫联想记忆电路，通过潜伏抑制模块实现了不同强度潜伏抑制作用下，联想记忆产生的时间和遗忘时间的变化；通过电压控制模块实现了再次习得速率增加，且遗忘速度越来越慢，最终自然遗忘速率趋近于零；通过多巴胺神经元模块和自发恢复电压控制模块实现了不同电击次数下的暂时性遗忘。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种具有潜伏抑制效应和多遗忘模式的巴甫洛夫联想记忆电路，包括潜伏抑制模块、电压控制模块、突触模块、多巴胺神经元模块和自发恢复模块，输入食物刺激信号的输入信号端N1与忆阻M16的正端相连接，输入信号端N1分别与潜伏抑制模块和电压控制模块的输入端相连接，输入铃声刺激信号的输入信号端N2分别与潜伏抑制模块和电压控制模块的输入端相连接，输入电击刺激信号的输入信号端N3与自发恢复模块的输入端相连接，潜伏抑制模块和电压控制模块的输出端均与突触模块的输入端相连接，突触模块的输出端分别与潜伏抑制模块和电压控制模块的输入端相连接，多巴胺神经元模块的输出端与自发恢复模块的输入端相连接，自发恢复模块的输出端与多巴胺神经元模块的输入端相连接，忆阻M16的负端、输入信号端N2、突触模块的输出端、多巴胺神经元模块的输出端均通过逻辑电路I与最终输出端OUT相连接，从而得到输出信号。

优选地，所述潜伏抑制模块包括第一逻辑电路和第二逻辑电路，第一逻辑电路的输入端分别与突触模块的一输出端、输入信号端N1和输入信号端N2相连接，第一逻辑电路的输出端通过第一压控单元与第一反相加法器的输入端相连接，第一反相加法器的输出端分别与第一反相比例放大器的输入端相连接，第一反相比例放大器的输出端分别与数学运算单元ABM1的一输入端、第二反相比例放大器的输入端、第四反相加法器、第五反相加法器的一输入端相连接，第二反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM1的另一输入端相连接，数学运算单元ABM1的输出端分别与第一电压比较器的输入端、第三反相加法器的一输入端相连接；所述第一逻辑电路的输出端和第一电压比较器的输出端均与第三逻辑电路的输入端相连接，第三逻辑电路的输出端通过第二压控单元与第二反相加法器的输入端相连接，第二反相加法器的输出端与第三反相比例放大器的输入端相连接，第三反相比例放大器的输出端分别与第三反相加法器、第四反相加法器、第五反相加法器的另一输入端相连接，第三反相加法器的输出端与第四反相比例放大器的输入端相连接；

所述第二逻辑电路的输入端分别与突触模块的一输出端和另一输出端、输入信号端N1和输入信号端N2相连接，第二逻辑电路的3个输出端分别与第三压控单元、第四压控单元和第五压控单元的一输入端相连接，第三压控单元的另一输入端与第四反相比例放大器的输出端相连接，第四压控单元的另一输入端与第四反相加法器的输出端相连接，第五压控单元的另一输入端与第五反相加法器的输出端相连接，第三压控单元、第四压控单元和第五压控单元的输出端均与第六反相加法器的输入端相连接，第六反相加法器的输出端与第五反相比例放大器的输入端相连接，第五反相比例放大器的输出端与突触模块的输入端相连接。

优选地，所述第一逻辑电路包括非门D1、非门D4、与门D2和与门D3，突触模块的一输出端与非门D1的输入端相连接，输入信号端N1与非门D4的输入端相连接，非门D4和输出端和输入信号端N2分别与与门D3的输入端相连接，非门D1和与门D3的输出端分别与与门D2的输入端相连接，与门D2的输出端分别与第一压控单元、第三逻辑电路的输入端相连接；

所述第二逻辑电路包括非门D6、与门D8、与门D7、非门D9、非门D11、与门D10、与门D12、非门13、与门D14和与门D15，输入信号端N1分别与非门D6的输入端、非门D9的输入端、与门D15的一输入端相连接，输入信号端N2分别与与门D8的一输入端、非门D11的输入端、与门D14的一输入端相连接，突触模块的一输出端分别与与门D8的另一输入端、与门D12的一输入端相连接，突触模块的另一输出端与非门D13的输入端相连接，非门D6和与门D8的输出端分别与与门D7的输入端相连接，与门D7的输出端与第五压控单元的一输入端相连接；非门D11的输出端与门D12的另一输入端相连接，与门D12和非门D9的输出端均与与门D10的输入端相连接，与门D10的输出端第四压控单元的一输入端相连接；所述非门D13的输出端与与门D14的另一输入端相连接，与门D14的输出端与与门D15的另一输入端相连接，与门D15的输出端与第三压控单元的一输入端相连接；

所述第三逻辑电路包括非门D39和与门D5，非门D39的输入端与第一电压比较器的输出端相连接，非门D39和与门D2的输出端均与与门D5的输入端相连接，与门D5的输出端与第二压控单元的输入端相连接。

优选地，所述电压控制模块包括第四逻辑电路、第五逻辑电路、N-MOS管T1、N-MOS管T2，第四逻辑电路的输入端分别与突触模块的另一输出端、输入信号端N1和输入信号端N2相连接，第四逻辑电路的输出端分别第六压控单元的输入端、与门D18的一输入端相连接，第六压控单元的输出端分别与第六反相比例放大器的输入端、数学运算单元ABM2的一输入端、第八反相比例放大器的输入端、数学运算单元ABM3的一输入端、第九反相比例放大器的输入端、数学运算单元ABM4的一输入端相连接；所述第六反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM2的另一输入端相连接，数学运算单元ABM2的输出端分别与N-MOS管T1的栅极、第七反相加法器相连接，N-MOS管T1的源极通过电阻R62与电压源V9的正极相连接，电压源V9的负极接地，N-MOS管T1的漏极与N-MOS管T2的栅极相连接，N-MOS管T2的源极通过电阻R63与电压源V10的正极相连接，电压源V10的负极接地，N-MOS管T1的漏极与与门D18的另一输入端相连接，N-MOS管T1、N-MOS管T2的漏极分别通过电阻接地；与门D18的输出端与第七压控单元的输入端相连接，第七压控单元的输出端分别与第七反相比例放大器的输入端、数学运算单元ABM5的一输入端、第十反相比例放大器的输入端、数学运算单元ABM6的一输入端、第十一反相比例放大器的输入端、数学运算单元ABM7的一输入端相连接，第七反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM7的另一输入端相连接，数学运算单元ABM5的输出端与第七反相加法器的输入端相连接，第七反相加法器的输出端与第十二反相比例放大器的输入端相连接；

所述第八反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM3的另一输入端相连接，第十反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM6的另一输入端相连接，数学运算单元ABM3、数学运算单元ABM6的输出端均与第八反相加法器的输入端相连接；所述第九反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM4的另一输入端，第十一反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM7的另一输入端相连接，数学运算单元ABM4、数学运算单元ABM7的输出端均与第九反相加法器的输入端相连接；

所述第五逻辑电路的输入端分别与突触模块的一输出端和另一输入端、输入信号端N1和输入信号端N2相连接，第五逻辑电路的输出端分别与第八压控单元的输入端、第九压控单元的一输入端、第十压控单元的一输入端、第十一压控单元的一输入端相连接，第十二反相比例放大器、第八反相加法器和第九反相加法器的输出端分别与第九压控单元、第十压控单元、第十一压控单元的另一输入端相连接，第八压控单元、第九压控单元、第十压控单元、第十一压控单元的输出端均与第十反相加法器的输入端相连接，第十反相加法器的输出端通过第十三反相比例放大器与突触模块的输入端相连接。

优选地，所述第四逻辑电路包括与门D16和与门D17，突触模块的另一输出端与输入信号端N2均与与门D16的输入端相连接，与门D16的输出端和输入信号端N1均与与门D17的输入端相连接，与门D17的输出端分别与第六压控单元的输入端、与门D18的一输入端相连接；

所述第五逻辑电路包括非门D19、与门D20、与门D38、非门D21、非门D23、与门D24、与门D22、非门D25、与门D26、与门D27、与门D28和与门D29，输入信号端N1分别与非门D19的输入端、非门D21的输入端、与门D27的一输入端、与门D28的一输入端相连接，输入信号端N2分别与与门D38的一输入端、非门D23的输入端、与门D26的一输入端、与门D28的一输入端相连接，突触模块的一输出端分别与与门D38的另一输入端、与门D24的一输入端相连接，突触模块的另一输出端分别与非门D25的输入端、与门D29的一输入端相连接；所述非门D19、与门D38的输出端分别与与门D20的输入端相连接，与门D20的输出端与第十一压控单元的一输入端相连接；所述非门D23的输出端与与门D24的另一输入端相连接，非门D21和与门D24的输出端均与与门D22的输入端相连接，与门D22的输出端与第十压控单元的一输入端相连接；所述非门的输出端与与门D26的另一输入端相连接，与门D26的输出端与与门D27的另一输入端相连接，与门D27的输出端与第九压控单元的一输入端相连接；所述与门D28的输出端与与门D29的另一输入端相连接，与门D29的输出端与第八压控单元的一输入端相连接。

优选地，所述突触模块包括加法器SUM1、N-MOS管T3和N-MOS管T4，加法器SUM1的输入端分别与潜伏抑制模块的第五反相比例放大器的输出端、电压控制模块的第十三反相比例放大器的输出端相连接，加法器SUM1的输出端分别与数学运算单元ABM8的一输入端、第十四反相比例放大器的输入端相连接，第十四反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM8的另一输入端相连接，数学运算单元ABM8的输出端分别与第二电压比较器的输入端、N-MOS管T3的栅极相连接，N-MOS管T3的源极通过电阻R69和电压源V12的正极相连接，电压源V12的负极接地，所述N-MOS管T3的漏极与N-MOS管T4的栅极相连接，N-MOS管T4的源极通过电阻R20和电压源V13接地，N-MOS管T3、N-MOS管T4的漏极均通过电阻接地，N-MOS管T4的漏极作为突触模块的一输出端分别与潜伏抑制模块的第一逻辑电路和第二逻辑电路的输入端、电压控制模块的第四逻辑电路和第五逻辑电路的输入端相连接；所述第二电压比较器的输出端作为突触模块的另一输出端与逻辑电路I的输入端相连接。

优选地，所述自发恢复模块包括第五逻辑电路，输入信号端N3分别与第十二压控单元的输入端、第十三压控单元的输入端、第五逻辑电路的输入端相连接，第五逻辑电路的输入端与多巴胺神经元模块的输出端相连接，第五逻辑电路的一输出端与第十四压控单元的输入端相连接，第五逻辑电路的另一输出端分别与第十五压控单元的一输入端、第十六压控单元的输入端相连接，第十三压控单元、第十四压控单元的输出端均与加法器SUM3的输入端相连接，加法器SUM3的输出端分别与第十五反相比例放大器的输入端、数学运算单元ABM10的一输入端相连接，第十五反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM10的另一输入端相连接，数学运算单元ABM10的输出端分别与第十五压控单元的另一输入端、第三电压比较器的输入端相连接，第三电压比较器的输出端与第五逻辑电路的输入端相连接；所述第十五压控单元、第十六压控单元的输出端与第十一反相加法器的输入端相连接，第十一反相加法器的输出端、第十二压控单元的输出端均与加法器SUM2的输入端相连接，加法器SUM2的输出端与多巴胺神经元模块的输入端相连接。

优选地，所述第五逻辑电路包括与门D34、非门D35、非门D36和与门D37，多巴胺神经元模块的输出端分别与与门D34的一输入端和非门D36的输入端相连接，第三电压比较器的输出端与与门D34的另一输入端相连接，与门D34的输出端与第十四压控单元的输入端相连接；所述输入信号端N3与非门D35的输入端相连接，非门D35和非门D36的输出端与与门D37的输入端相连接，与门D37的输出端分别与第十五压空单元和第十六压控单元的输入端相连接；

所述逻辑电路I包括与门D30、与门D31和或门D32，与门D30的两个输入端分别与第二电压比较的输出端和输入信号端N2相连接，与门D30的输出端和多巴胺神经元模块的输出端均与与门D31的输入端相连接，与门D31的输出端和输入信号端N1均与或门D32的输入端相连接，或门D32的输出端为最终输出端OUT。

优选地，所述多巴胺神经元模块包括数学运算单元ABM9、第十四反相比例放大器和第四电压比较器，自发恢复模块的加法器SUN2的输出端分别与数学运算单元ABM9的一输入端、第十四反相比例放大器的输入端相连接，第十四反相比例放大器的输出端与数学运算单元ABM9的另一输入端相连接，数学运算单元ABM9的输出端与第四电压比较器的输入端相连接，第四电压比较器的输出端通过非门D33分别与逻辑电路I的输入端、自发恢复模块的第五逻辑电路的输入端相连接。

与现有技术相比，本发明的有益成果：

(1)在原有的巴甫洛夫联想记忆的基础上，通过增加潜伏抑制模块，在铃声与食物联想记忆学习开始之前，单独施加一段时间的铃声，减小狗对铃声刺激的新异性，新异性降低会导致学习速率下降，且建立的联想记忆的紧密性降低，从而遗忘速度变快。且不同强度的潜伏抑制会导致不同程度的学习和遗忘速率的变化。

(2)实现潜伏抑制下和正常情况下建立条件反射后不同的遗忘速率，根据再次习得效应，随着学习次数的增加，学习速率越来越快，建立的联系越来越紧密，遗忘速率越来越慢，最终自然遗忘速率为零。

(3)基于多巴胺神经元的短暂遗忘机制，通过多巴胺神经元模块和自发恢复模块，实现了暂时性遗忘效应，符合生物学特性。

本发明通过潜伏抑制模块和突触模块实现了不同程度潜伏抑制效应下学习速率和遗忘速率相较于一般情况下的变化；通过电压控制模块和突触模块实现了学习和遗忘速率随学习次数增加发生的变化，最终实现自然遗忘速率为零；通过电压控制模块、突触模块、多巴胺神经元模块和自发恢复模块实现了在建立长期记忆后不同电击强度下的暂时性遗忘效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的电路原理图。

图2为本发明潜伏抑制效应下，学习和遗忘效果的仿真结果图。

图3为图2基础上更长的潜伏抑制效应下，学习和遗忘效果的仿真结果图。

图4为本发明无潜伏抑制效应下，学习和遗忘效果的仿真结果图。

图5为本发明无潜伏抑制效应下，延续图4的实验过程，再次习得过程中的学习和遗忘效果的仿真结果图。

图6为本发明无潜伏抑制效应下，延续图5的实验过程，再次习得过程中的学习和遗忘效果的仿真结果图。

图7为本发明暂时性遗忘仿真效果图，在联想记忆建立后，分别给予1次电击和5次电击所产生的不同遗忘效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种具有潜伏抑制效应和多遗忘模式的巴甫洛夫联想记忆电路，包括五个模块，五个模块分别为潜伏抑制模块、电压控制模块、突触模块、多巴胺神经元模块和自发恢复模块，输入食物刺激信号的输入信号端N1与忆阻M16的正端相连接，输入信号端N1分别与潜伏抑制模块和电压控制模块的输入端相连接，输入铃声刺激信号的输入信号端N2分别与潜伏抑制模块和电压控制模块的输入端相连接，输入电击刺激信号的输入信号端N3与自发恢复模块的输入端相连接，潜伏抑制模块和电压控制模块的输出端均与突触模块的输入端相连接，突触模块的输出端分别与潜伏抑制模块和电压控制模块的输入端相连接，多巴胺神经元模块的输出端与自发恢复模块的输入端相连接，自发恢复模块的输出端与多巴胺神经元模块的输入端相连接，忆阻M16的负端、输入信号端N2、突触模块的输出端、多巴胺神经元模块的输出端均通过逻辑电路I与最终输出端OUT相连接，从而得到输出信号。

图中连线交叉处若有描点，则存在电气连接，若未描点，则不存在电气连接。潜伏抑制模块和电压控制模块均与代表食物信号的脉冲电压信号源相连接；潜伏抑制模块和电压控制模块均与代表铃声信号的脉冲电压信号源相连接；突触模块与代表食物信号的脉冲电压信号源相连接，且突触模块与代表铃声信号的脉冲电压信号源相连接；自发恢复模块与代表电击信号的脉冲电压信号源相连接；三个脉冲电压信号源分别为代表食物信号的脉冲电压信号源，通过输入信号端N1输入；代表铃声的脉冲电压信号源，通过输入信号端N2输入；代表电击的脉冲电压信号源，通过输入信号端N3输入。输入信号端N1和输入信号端N2均与潜伏抑制模块的输入端相连接；输入信号端N1和输入信号端N2均与电压控制模块的输入端相连接；输入信号端N1和突触模块中的忆阻M16的正端相连接，输入信号端N2与突触模块中与门D30的1号输入端相连接；输入信号端N3与自发恢复电压控制模块相连接。忆阻M16用来模拟食物信号和流涎直接的联系，为固定值；潜伏抑制模块生成学习和遗忘电压施加到突触模块上，实现潜伏抑制效应对学习和遗忘速率的影响；电压控制模块用于生成学习和遗忘电压施加到突触模块上，实现学习次数的增加对学习和遗忘速率的影响；突触模块用作模拟铃声和流涎之间的联系权重，通过施加电压，其权重会改变；多巴胺神经元模块用作模拟多巴胺神经元，多巴胺神经元输出低电平时，联想记忆无法表达；自发恢复模块的作用是当多巴胺神经元处于低水平时，自发恢复模块向突触神经元施加电压，使其恢复到高水平，实现神经元受到刺激后自发恢复的功能。

如图1所示，在潜伏抑制模块中，利用6个忆阻器实现了三组电压的控制变化，分别是潜伏抑制作用后学习电压的变化；潜伏抑制作用后遗忘电压的变化，而遗忘电压分为两种，一种是仅铃声刺激下的遗忘和无任何信号下的遗忘(即自然遗忘)。运算放大器OP8的输出即为潜伏抑制作用下的学习电压；运算放大器OP9的输出即为潜伏抑制作用下的自然遗忘电压，运算放大器OP10的输出即为潜伏抑制作用后，仅铃声刺激下的遗忘电压。在潜伏抑制模块中，潜伏抑制效应产生的条件为：代表铃声的脉冲电压信号源发出信号，代表食物的脉冲电压信号源未发出信号，联想记忆尚未建立，即突触模块中MOS管T4的输出端输出高电平，三个条件同时满足时，潜伏抑制效应开始产生。为了达到这一效果，使用了四个逻辑门，分别为两个非门D1和D4，两个与门用D2和D3表示。代表食物的脉冲电压信号源和非门D4的输入端相连接；代表铃声的脉冲电压信号源和与门D3的2号输入端相连接；突触模块中MOS管T4的漏极即输出端与非门D1的输入端相连接。非门D1的输出端连接与门D2的1号输入端；非门D4的输出端连接与门D3的1号输入端；与门D3的输出端连接与门D2的2号输入端。当非门D1的输入为低电平，非门D4的输入为低电平，且与门D3的2号输入端的输入为低电平时，与门D2输出高电平，潜伏抑制效应产生。

在潜伏抑制模块中，如图1所示，与门D2的输出端和压控开关S1的正端相连接，压控开关S1的负端接地，压控开关S1的第2触点和直流电压源V1的正端相连接，电压源V1的负端接地；压控开关S1的第1触点分别连接电阻R1的1号端口和电阻R2的1号端口，电阻R1的2号端口接地，压控开关S1的作用是控制电压源V1，当与门D2输出高电平时，压控开关S1闭合，直流电压源V1施加到电阻R2上。电阻R2的2号端口和运算放大器OP1的反相输入端相连接，电阻R3的1号端口和直流电压源V2的正端相连接，电压源V2的负端接地，电阻R3的2号端口和运算放大器OP1的反相输入端相连接，运算放大器的正向输入端接地；电阻R4的1号端口和运算放大器OP1的反相输入端相连接，电阻R4的2号端口和运算放大器OP1的输出端相连接，运算放大器OP1的作用是对直流电压源V1和V2进行反相求和，输出值为-(V1+V2)。电阻R5的1号端口和和运算放大器OP1的输出端相连接，电阻R5的2号端口和和运算放大器OP2的反相输入端相连接，电阻R6的1号端口和和运算放大器OP2的反相输入端相连接，电阻R6的2号端口和运算放大器OP2的输出端相连接，运算放大器OP2的同相输入端接地，运算放大器OP2的作用是将运算放大器OP1输出的负电压转换为正电压。

忆阻器M1的负端和运算放大器OP2的输出端相连接，忆阻器M1的正端和运算放大器OP3的反相输入端相连接，电阻R7的1号端口和和运算放大器OP3的反相输入端相连接，电阻R7的2号端口和运算放大器OP3的输出端相连接，运算放大器OP3的同相输入端接地，运算放大器OP3的作用是比例放大。运算放大器OP3的输出接数学运算单元ABM1的1号输入端，运算放大器OP2的输出接数学运算单元ABM1的2号输入端，数学运算单元ABM1的输出分别连接运算放大器OP4的反相输入端和电阻R16的1号端口。数学运算单元ABM1的作用是实现电压信号的转化，使得数学运算单元ABM1的输出仅与忆阻M1的阻值有关。

与门D2的输出和与门D5的1号输入端相连接，电阻R8的1号端和运算放大器OP4的反相输入端相连接，电阻R8的2号端接地；电阻R9的1号端和运算放大器OP4的同相输入端相连接，电阻R9的2号端接地；直流电压源V5的正端和运算放大器OP4的正相输入端相连接，电压源V5的负端接地；运算放大器OP4的作用是电压比较。运算放大器的OP4的输出端和非门D39的输入端相连接，非门D39的输出端和与门D5的2号输入端相连接；与门D5的输出端和压控开关S2的正端相连接，压控开关S2的负端接地，压控开关S2的第2触点和直流电压源V3的正端相连接，电压源V3的负端接地；压控开关S2的作用是控制直流电压源V3，当与门D5输出高电平时，压控开关S2闭合，电压V3施加到电阻R12上。压控开关S2的第1触点分别连接电阻R10的1号端口和电阻R12的1号端口，电阻R10的2号端口接地；电阻R12的2号端口和运算放大器OP5的反相输入端相连接，电阻R11的1号端口和直流电压源V4的正端相连接，直流电压源V4的负端接地，电阻R11的2号端口和运算放大器OP5的反相输入端相连接，运算放大器OP5的正相输入端接地；运算放大器OP5的作用是电压求和。电阻R13的1号端口和运算放大器OP5的反相输入端相连接，电阻R13的2号端口和运算放大器OP5的输出端相连接。电阻R14的1号端口和和运算放大器OP5的输出端相连接，电阻R14的2号端口和和运算放大器OP6的反相输入端相连接，电阻R15的1号端口和和运算放大器OP6的反相输入端相连接，电阻R15的2号端口和运算放大器OP6的输出端相连接，运算放大器OP6的同相输入端接地。运算放大器OP6的作用是比例放大。

忆阻M2的正端和运算放大器OP6的输出端相连接，忆阻M2的负端和运算放大器OP7的反相输入端相连接，电阻R16的1号端口和数学运算单元ABM1的输出相连接，电阻R16的2号端口和运算放大器OP7的反相输入端相连接；运算放大器OP7的同相输入端接地；电阻R17的1号端口和运算放大器OP7的反相输入端相连接，电阻R17的2号端口和运算放大器OP7的同相输入端相连接；忆阻M2的作用是利用其阻值变化调节潜伏抑制下的学习电压；运算放大器OP7的作用是电压求和。运算放大器OP7的输出端和电阻R18的1号端口相连接，电阻R18的2号端口和运算放大器OP8的反相输入端相连接，运算放大器OP8的同相输入端接地；电阻R19的1号端口和运算放大器OP8的反相输入端相连接，电阻R19的2号端口和运算放大器OP8的同相输入端相连接，运算放大器OP8的输出和压控开关S3的第1触点相连接。运算放大器OP8的作用是比例放大。

忆阻M3的正端和运算放大器OP2的输出端相连接，忆阻M3的负端和运算放大器OP9的反相输入端相连接；忆阻M4的正端和运算放大器OP6的输出端相连接，忆阻M4的负端和运算放大器OP9的反相输入端相连接；电阻R20的1号端口和运算放大器的反相输入端相连接，电阻R20的2号端口和运算放大器的输出端相连接，运算放大器OP9的输出和压控开关S4的第1触点相连接。运算放大器OP9的作用是电压求和。

忆阻M5的正端和运算放大器OP2的输出端相连接，忆阻M5的负端和运算放大器OP10的反相输入端相连接；忆阻M6的正端和运算放大器OP6的输出端相连接，忆阻M6的负端和运算放大器OP10的反相输入端相连接；电阻R21的1号端口和运算放大器的反相输入端相连接，电阻R21的2号端口和运算放大器的输出端相连接，运算放大器OP10的输出和压控开关S5的第1触点相连接。运算放大器OP10的作用是电压求和。

潜伏抑制下学习电压的施加条件为：代表食物的脉冲电压信号源发出信号，代表铃声的脉冲电压信号源发出信号，突触连接权重较低，即联想记忆还未建立，三个条件同时满足时，潜伏抑制下的学习电压施加到突触模块上。为达到这一效果，使用了三个逻辑门和一个压控开关电路。逻辑分分别为一个非门D13；两个与门D14和D15；压控开关电路即压控开关S3和电阻R22。非门D13的输入端和突触模块中运算放大器OP26的输出端相连接，非门D13的输出端和与门D14的2号输入端相连接，与门D14的1号输入端和代表铃声的脉冲电压信号源N2相连接，与门D14的输出端和与门D15的2号输入端相连接，与门D15的1号输入端和代表食物的脉冲电压信号源N1相连接，与门D15的输出端和压控开关S3的正端相连接，压控开关S4的负端接地，运算放大器OP8的输出端与压控开关S3的第1触点相连接。当非门D13的输入为低电平，与门D14的1号输入端为高电平，与门D15的1号输入端为高电平时，非门D13的输出为高电平，与门D14的输出为高电平，与门D15的输出为高电平，压控开关S3闭合，潜伏抑制作用下的学习电压条件满足，运算放大器输出的学习电压施加到突触模块上。

潜伏抑制下自然遗忘电压的施加条件为：代表食物的脉冲电压信号源未发出信号，代表铃声的脉冲电压信号源未发出信号，突触连接权重较高，即联想记忆已经建立，三个条件同时满足时，潜伏抑制下的自然遗忘电压施加到突触模块上。为达到这一效果，使用了四个逻辑门和一个压控开关电路，逻辑门分别为两个非门D9和D11，两个与门D10和D11表示；压控开关电路即图中的压控开关S4和电阻R23。非门D9的输入端和代表食物的脉冲电压信号源N1相连接，非门D11的输入端和代表铃声的脉冲电压信号源N2相连接，非门D11的输出端和与门D12的1号输入端相连接，与门D12的2号输入端和突触模块中运算放大器OP26的输出端相连接，与门D12的输出和与门D10的2号输入端相连接，非门D9的输出端和与门D10的1号输入端相连接。与门D10的输出端和压控开关S4的正端相连接，压控开关S4的负端接地，代表潜伏抑制作用下的自然遗忘电压的运算放大器OP9的输出端与压控开关S4的第1触点相连接。当非门D9的输入为低电平，非门D11的输入为低电平，与门D12的2号输入端为高电平时，非门D9的输出为高电平，非门D11的输出为高电平，与门D12的输出为高电平，与门D10的输出为高电平，压控开关S4闭合，潜伏抑制作用下的自然遗忘电压条件满足，运算放大器OP12输出的自然遗忘电压施加到突触模块上。

潜伏抑制作用后，仅有铃声刺激下的遗忘电压的施加条件为：代表食物的脉冲电压信号源N1未发出信号，代表铃声的脉冲电压信号源N2发出信号，突触连接权重较高，即联想记忆已经建立，三个条件同时满足时，潜伏抑制下的仅有铃声刺激的遗忘电压施加到突触模块上。为达到这一效果，使用了三个逻辑门和一个压控开关电路，逻辑门分别为一个非门D6，两个与门D7和D8。压控开关电路即压控开关S5和电阻R24。非门D6的输入端和代表食物的脉冲电压信号源N1相连接，与门D8的1号输入端和代表铃声的脉冲电压信号源N2相连接，与门D8的2号输入端和和突触模块中运算放大器OP26的输出端相连接。非门D6的输出端和与门D7的1号输入端相连接，与门D8的输出端和与门D7的2号输入端相连接。与门D7的输出端和压控开关S5的正端相连接，压控开关S5的负端接地，运算放大器OP10的输出端与压控开关S5的第1触点相连接。当非门D6的输入为低电平，与门D8的1号输入端为高电平，与门D8的2号输入端为高电平时，非门D6的输出为高电平，与门D8的输出为高电平，与门D7的输出为高电平，压控开关S5闭合，潜伏抑制作用后的仅铃声刺激下的遗忘电压条件满足，运算放大器输出的仅铃声刺激下的遗忘电压施加到突触模块上。

电阻R22的1号端口和压控开关S3的第2触点相连接，电阻R22的2号端口接地；电阻R23的1号端口和压控开关S4的第2触点相连接，电阻R23的2号端口接地；电阻R24的1号端口和压控开关S5的第2触点相连接，电阻R24的2号端口接地；电阻R25的1号端口和压控开关S5的第2触点相连接，电阻R25的2号端口和运算放大器OP11的反相输入端相连接；电阻R26的1号端口和压控开关S4的第2触点相连接，电阻R26的2号端口和运算放大器OP11的反相输入端相连接；电阻R27的1号端口和压控开关S5的第2触点相连接，电阻R27的2号端口和运算放大器OP11的反相输入端相连接。电阻R28的1号端口和运算放大器OP11的反相输入端相连接，电阻R28的2号端口和运算放大器OP11的输出端相连接，运算放大器OP11的同相输入端接地。运算放大器OP11的作用是电压求和。电阻R29的1号端口接运算放大器OP11的输出端，电阻R29的2号端口和运算放大器OP12的反相输入端相连接，运算放大器OP12的同相输入端接地；电阻R30的1号端口和运算放大器的反相输入端相连接，电阻R30的2号端口和运算放大器的输出端相连接。运算放大器OP12的输出端连接电压求和单元SUM1的2号端口，电压求和单元在图中突触模块处。运算放大器OP12的作用是比例放大。

如图1所示，在电压控制模块中，利用6个忆阻器实现了三组电压的控制变化，分别是再次习得后学习电压的变化；再次习得后遗忘电压的变化，而遗忘电压分为两种，一种是仅铃声刺激下的遗忘和无任何信号下的遗忘(即自然遗忘)。在电压控制模块中，该变化产生的条件为：代表铃声的脉冲电压信号源发出信号、代表食物的脉冲电压信号源发出信号、联想记忆已经建立即突触模块中运算放大器OP26的输出为高电平，三组信号同时满足条件时，该变化开始发生。为了达到这一效果，使用了两个逻辑门，与门D16和D17表示。代表食物的脉冲电压信号源和与门D17的2号输入端相连接；代表铃声的脉冲电压信号源和与门D16的1号输入端相连接；代表联想记忆是否建立的信号即突触模块中运算放大器OP26的输出和与门D16的2号输入端相连接。与门D16的输出端和与门D17的1号输入端相连接。当与门D16的1号输入端和2号输入端均为高电平，且与门D17的2号输入端也为高电平时，表示条件满足，该变化开始发生。在电压控制模块中，运算放大器OP16的输出即为再次习得后的学习电压；运算放大器OP19的输出即为再次习得后的自然遗忘电压，运算放大器OP22的输出为再次习得后，仅铃声刺激下的遗忘电压。

在电压控制模块中，如图1所示，与门D17的输出端和压控开关S6的正端相连接，压控开关S6的负端接地，压控开关S6的第2触点和直流电压源V6的正端相连接，电压源V6的负端接地；压控开关S6的第1触点连接电阻R31的1号端口，电阻R31的2号端口接地。压控开关S6的作用是控制直流电压源V6，当与门D17输出高电平时，压控开关S6闭合，直流电压V6施加到忆阻M7上。

忆阻M7的正端和压控开关S6的第1触点相连接，忆阻M7的负端和运算放大器OP13的的反相输入端相连接，运算放大器OP13的同相输入端接地。电阻R33的1号端口和运算放大器OP13的反相输入端相连接，电阻R33的2号端口和运算放大器OP13的输出端相连接。运算放大器OP13的作用是比例放大。数学运算单元ABM2的1号输入端和运算放大器OP13的输出端相连接，数学运算单元ABM2的2号端口和压控开关S6的第一触点相连接，数学运算单元ABM2的输出和电阻R35的1号端口相连接，电阻R35的2号端口和运算放大器OP15的反相输入端相连接。数学运算单元ABM2的作用是实现电压信号的转化，使得数学运算单元ABM2的输出仅与忆阻M7的阻值有关。

N-MOS管T1的栅极和数学运算单元ABM2的输出相连接，N-MOS管T1的源极和电阻R61的2号端口相连接，电阻R61的1号端口接地，T1的漏极和电阻R62的1号端口相连接，电阻R62的2号端口和直流电压源V9的正端相连接，直流电压源V9的负端接地。N-MOS管T1的源极和N-MOS管T2的栅极相连接，T2的漏极和电阻R63的1号端口相连接，电阻R63的2号端口和直流电压源V10的正端相连接，直流电压源V10的负端接地。T2的源极和电阻R60的2号端口相连接，电阻R60的1号端口接地，此外，T2的源极和与门D18的2号输入端相连接，与门D17的输出和与门D18的1号输入端相连接。N-MOS管T1和N-MOS管T2的作用是电压比较。

如图1所示，与门D18的输出端和压控开关S7的正端相连接，压控开关S7的负端接地，压控开关S7的第2触点和直流电压源V7的正端相连接，电压源V7的负端接地；压控开关S7的第1触点连接电阻R32的1号端口，电阻R32的2号端口接地。压控开关S7的作用是控制直流电压源V7，当与门D18输出高电平时，压控开关S7闭合，直流电压V7施加到忆阻M8上。忆阻M8的正端和压控开关S7的第1触点相连接，忆阻M8的负端和运算放大器OP14的的反相输入端相连接，运算放大器OP14的同相输入端接地。电阻R34的1号端口和运算放大器OP14的反相输入端相连接，电阻R34的2号端口和运算放大器OP14的输出端相连接。运算放大器OP14的作用是比例放大。数学运算单元ABM5的1号输入端和运算放大器OP14的输出端相连接，数学运算单元ABM5的2号端口和压控开关S7的第一触点相连接，ABM5的输出和电阻R36的1号端口相连接，电阻R36的2号端口和运算放大器OP15的反相输入端相连接。电阻R37的1号端口和运算放大器OP15的反相输入端相连接，电阻R37的2号端口和运算放大器OP15的输出端相连接，运算放大器OP15同相输入端接地。数学运算单元ABM5的作用是实现电压信号的转化，使得数学运算单元ABM5的输出仅与忆阻M8的阻值有关；运算放大器OP15的作用是电压求和。电阻R38的1号端口和运算放大器OP15的输出端相连接，电阻R38的2号端口和运算放大器的OP16的反相输入端相连接。电阻R85的1号端口和运算放大器OP16的反相输入端相连接，电阻R85的2号端口和运算放大器OP16的输出端相连接，运算放大器OP16的输出端和压控开关S9的第一触点相连接。运算放大器OP16的作用是比例放大。

如图1所示，忆阻M9的正端和压控开关S6的第1触点相连接，忆阻M9的负端和运算放大器OP17的反相输入端相连接，运算放大器OP17的同相输入端接地。电阻R39的1号端口和运算放大器OP17的反相输入端相连接，电阻R39的2号端口和运算放大器OP17的输出端相连接。数学运算单元ABM3的1号输入端和运算放大器OP17的输出端相连接，ABM3的2号端口和压控开关S6的第一触点相连接，数学运算单元ABM3的输出和电阻R41的1号端口相连接，电阻R41的2号端口和运算放大器OP19的反相输入端相连接。忆阻M9的作用是利用其阻值变化调节遗忘电压值，进而影响突触权值的变化速率；运算放大器OP17的作用是比例放大；数学运算单元ABM3的作用是实现电压信号的转化，数学运算单元使得ABM3的输出仅与忆阻M9的阻值有关。

忆阻M10的正端和压控开关S7的第1触点相连接，忆阻M10的负端和运算放大器OP18的的反相输入端相连接，运算放大器OP18的同相输入端接地。电阻R40的1号端口和运算放大器OP18的反相输入端相连接，电阻R40的2号端口和运算放大器OP18的输出端相连接。数学运算单元ABM6的1号输入端和运算放大器OP18的输出端相连接，数学运算单元ABM6的2号端口和压控开关S7的第一触点相连接，数学运算单元ABM6的输出和电阻R42的1号端口相连接，电阻R42的2号端口和运算放大器OP19的反相输入端相连接。电阻R43的1号端口和运算放大器OP19的反相输入端相连接，电阻R43的2号输入端和运算放大器的输出端相连接，运算放大器OP19的输出端和压控开关S10的第1触点相连接。忆阻M10的作用是利用其阻值变化调节遗忘电压值，进而影响突触权值的变化速率；运算放大器OP18的作用是比例放大；数学运算单元ABM6的作用是实现电压信号的转化，使得数学运算单元ABM6的输出仅与M10的阻值有关；运算放大器OP19的作用是电压求和。

如图1所示，忆阻M11的正端和压控开关S6的第1触点相连接，忆阻M11的负端和运算放大器OP20的的反相输入端相连接，运算放大器的同相输入端接地。电阻R44的1号端口和运算放大器OP20的反相输入端相连接，电阻R44的2号端口和运算放大器OP20的输出端相连接。数学运算单元ABM4的1号输入端和运算放大器OP20的输出端相连接，数学运算单元ABM4的2号端口和压控开关S6的第一触点相连接，数学运算单元ABM4的输出和电阻R46的1号端口相连接，电阻R46的2号端口和运算放大器OP22的反相输入端相连接。忆阻M11的作用是利用其阻值变化调节遗忘电压值，进而影响突触权值的变化速率；运算放大器OP20的作用是比例放大；数学运算单元ABM4的作用是实现电压信号的转化，使得数学运算单元ABM4的输出仅与忆阻M11的阻值有关。

忆阻M12的正端和压控开关S7的第1触点相连接，忆阻M12的负端和运算放大器OP21的的反相输入端相连接，运算放大器的同相输入端接地。电阻R45的1号端口和运算放大器OP21的反相输入端相连接，电阻R45的2号端口和运算放大器OP21的输出端相连接。数学运算单元ABM7的1号输入端和运算放大器OP21的输出端相连接，数学运算单元ABM7的2号端口和压控开关S7的第一触点相连接，数学运算单元ABM7的输出和电阻R47的1号端口相连接，电阻R47的2号端口和运算放大器OP22的反相输入端相连接。电阻R48的1号端口和运算放大器OP22的反相输入端相连接，电阻R48的2号输入端和运算放大器的输出端相连接，OP22的输出端和压控开关S11的第1触点相连接。忆阻M12的作用是利用其阻值变化调节遗忘电压值，进而影响突触权值的变化速率；运算放大器OP21的作用是比例放大；数学运算单元ABM7的作用是实现电压信号的转化，使得ABM7的输出仅与忆阻M12的阻值有关；运算放大器OP22的作用是电压求和。

如图1所示，在电压控制模块中，实现了三组电压的控制变化。再次习得后学习电压的施加条件为：代表食物的脉冲电压信号源N1发出信号，代表铃声的脉冲电压信号源N2发出信号，突触连接权重较低，即联想记忆还未建立，三个条件同时满足时，再次习得下的学习电压施加到突触模块上。为了达到这一效果，使用了三个逻辑门和一个压控开关电路，逻辑门分别为一个非门D25；两个与门D26和D27；压控开关电路即压控开关S9和电阻R50。非门D25的输入端和突触模块中运算放大器OP26的输出端相连接，非门D25的输出端和与门D26的2号输入端相连接，与门D26的1号输入端和代表铃声的脉冲电压信号源N2相连接，与门D26的输出端和与门D27的2号输入端相连接，与门D27的1号输入端和代表食物的脉冲电压信号源N1相连接，与门D27的输出端和压控开关S9的正端相连接，压控开关S9的负端接地，运算放大器OP16的输出端与压控开关S9的第1触点相连接。当非门D25的输入为低电平，与门D26的1号输入端为高电平，与门D27的1号输入端为高电平时，非门D25的输出为高电平，与门D26的输出为高电平，与门D27的输出为高电平，压控开关S9闭合，再次习得后的学习电压条件满足，运算放大器OP23、OP24输出的学习电压施加到突触模块上。

再次习得后自然遗忘电压的施加条件为：代表食物的脉冲电压信号源未发出信号，代表铃声的脉冲电压信号源未发出信号，突触连接权重较高，即联想记忆已经建立，三个条件同时满足时，再次习得后的自然遗忘电压施加到突触模块上。为达到这一效果，使用了四个逻辑门和一个压控开关电路，逻辑门分别为两个非门D21和D23，两个与门D22和D24；压控开关电路即压控开关S10和电阻R51。非门D21的输入端和代表食物的脉冲电压信号源N1相连接，非门D23的输入端和代表铃声的脉冲电压信号源N2相连接，非门D21的输出端和与门D22的1号输入端相连接，与门D24的2号输入端和突触模块中运算放大器OP26的输出端相连接，与门D24的输出和与门D22的2号输入端相连接，非门D21的输出端和与门D22的1号输入端相连接。与门D20的输出端和压控开关S10的正端相连接，压控开关S10的负端接地，代表再次习得后的自然遗忘电压的运算放大器OP9的输出端与压控开关S10的第1触点相连接。当非门D21的输入为低电平，非门D23的输入为低电平，与门D24的2号输入端为高电平时，非门D21的输出为高电平，非门D23的输出为高电平，与门D24的输出为高电平，与门D22的输出为高电平，压控开关S10闭合，再次习得作用下的自然遗忘电压条件满足，运算放大器输出的自然遗忘电压施加到突触模块上。

再次习得作用后，仅有铃声刺激下的遗忘电压的施加条件为：代表食物的脉冲电压信号源N1未发出信号，代表铃声的脉冲电压信号源N2发出信号，突触连接权重较高，即联想记忆已经建立，三个条件同时满足时，再次习得作用下的仅有铃声刺激的遗忘电压施加到突触模块上。为达到这一效果，使用了三个逻辑门和一个压控开关电路，分别为一个非门，在图中用D19表示，两个与门，在图中用D20和D38表示。压控开关电路，即图中的压控开关S11和电阻R52。非门D19的输入端和代表食物的脉冲电压信号源N1相连接，与门D38的1号输入端和代表铃声的脉冲电压信号源N2相连接，与门D38的2号输入端和和突触模块中运算放大器OP26的输出端相连接。非门D19的输出端和与门D20的1号输入端相连接，与门D38的输出端和与门D20的2号输入端相连接。与门D20的输出端和压控开关S10的正端相连接，压控开关S10的负端接地，运算放大器OP10的输出端与压控开关S10的第1触点相连接。当非门D19的输入为低电平，与门D38的1号输入端为高电平，与门D38的2号输入端为高电平时，非门D19的输出为高电平，与门D38的输出为高电平，与门D20的输出为高电平。压控开关S10闭合，再次习得作用后的仅铃声刺激下的遗忘电压条件满足，运算放大器输出的仅铃声刺激下的遗忘电压施加到突触模块上。

当联想记忆已经建立，若铃声信号和食物信号再次同时出现，突触模块中忆阻M13的阻值可继续下降，该过程中施加的点电压为电压源V8。为达到这一效果，使用了两个逻辑门和一组压控开关电路。逻辑门分别为两个与门D28和D29；压控开关电路即压控开关S8、直流电压源V8和电阻R22。与门D28的1号输入端和代表铃声信号脉冲电压信号源N2相连接，与门D28的2号输入端和代表铃声信号的脉冲电压信号源N1相连接，与门D28的输出端口和与门D19的2号输入端相连接，与门D29的1号输入端和突触模块中运算放大器OP26的输出相连接，与门D29的输出和压控开关S8的正端相连接。当与门D28的1号输入端口为高电平，与门D28的2号输入端口为高电平时，与门D28的输出为高电平，且与门D29的1号输入端为高电平时，那么与门D29的输出为高电平，压控开关S8闭合，直流电压源V8的电压施加到突触模块上。

如图1所示，电压控制模块中，运算放大器OP23和OP24将四组电压进行了求和，连接情况如下，电阻R53的1号端口和压控开关S11的第2触点相连接，电阻R53的2号端口和运算放大器OP23的反相输入端相连接；电阻R54的1号端口和压控开关S10的第2触点相连接，电阻R54的2号端口和运算放大器OP23的反相输入端相连接；电阻R55的1号端口和压控开关S9的第2触点相连接，电阻R55的2号端口和运算放大器OP23的反相输入端相连接；电阻R56的1号端口和压控开关S8的第1触点相连接，电阻R56的2号端口和运算放大器OP23的反相输入端相连接；电阻R57的1号端口和运算放大器的反相输入端相连接，电阻R57的的2号端口和运算放大器OP23的输出端相连接，OP23的同相输入端接地；电阻R58的1号端口和运算放大器OP23的输出端相连接，电阻R58的2号端口和运算放大器OP24的反相输入端相连接，电阻R59的1号端口和运算放大器OP24的反相输入端相连接，电阻R59的2号端口和运算放大器OP24的输出端相连接，运算放大器OP24的同相输入端接地。运算放大器OP24的输出端连接电压求和单元SUM1的1号端口。

如图1所示，在突触模块中，忆阻器为该模块的核心元件，用忆阻M13表示，忆阻M13的阻值体现了突触的连接权重。忆阻器的阻值越小，表示突触的连接强度越大。忆阻M13、运算放大器OP25、电阻R64和数学运算单元ABM8构成了突触，数学运算单元ABM8的输出值表示当前突触的权重。忆阻M13的正端连接电压求和单元SUM1的三号端口，忆阻M13的负端连接运算放大器OP25反相输入端，运算放大器OP25的同相输入端接地。电阻R64的1号端与运算放大器OP25的反相输入端相连接，电阻R64的2号端与运算放大器OP25的输出端相连接。数学运算单元ABM8的1号输入端与运算放大器OP25的输出端相连接，数学运算单元ABM8的2号输入端与电压求和单元SUM1的3号端口连接，电阻R64的阻值为1k。运算放大器OP25的作用是比例放大；数学运算单元ABM8的作用是实现电压信号的转化，使得ABM8的输出仅与忆阻M13的阻值有关。运算放大器OP25的输出为VOUT(OP25)＝-(R64/M13)*VIN2，数学运算单元ABM8执行运算后的结果为VOUT(ABM8)＝-VIN2/VIN1，故数学运算单元ABM8的输出为VOUT(ABM8)＝M13/1000。通过上述计算方式，突触模块将忆阻M13的阻值变化转换为电压的变化，通过比较器来判断当前突触的连接权重。

该突触模块中有两个比较器，一是由N-MOS管T3和N-MOS管T4组成的电压比较器，二是用运算放大器OP26组成的电压比较器。N-MOS管T3的栅极和数学运算单元ABM8的输出端相连接，N-MOS管T3的源极连接电阻R68的1号端口，电阻R68的2号端口接地，N-MOS管T3的漏极和电阻R69的1号端口相连接，电阻R69的2号端口和直流电压源V12的正端相连接，直流电压源V12的负端接地。N-MOS管T4的栅极和N-MOS管T3的源极相连接，N-MOS管T4的源极和电阻R67的1号端口相连接，电阻R67的2号端口接地。N-MOS管T4的漏极和电阻R70的1号端口相连接，电阻R70的2号端口和直流电压源V13的正端相连接，直流电压源V13的负端接地。N-MOS管T3和N-MOS管T4的作用是构成电压比较器。N-MOS管T4的源极作为电压比较器的输出，该输出连接至潜伏抑制模块和电压控制模块。运算放大器OP26的反相输入端和数学运算单元ABM8的输出端相连接，运算放大器OP26的反相输入端和电阻R65的1号端口相连接，电阻R65的2号端口接地；运算放大器OP26的同相输入端和电阻R66的1号端口相连接，电阻R66的2号端口接地，运算放大器OP26的同相输入端和直流电压源V11的正端相连接，直流电压源V11的负端接地，运算放大器OP26的输出即为比较器的输出，该输出连接至潜伏抑制模块和电压控制模块的输入端。运算放大器OP26的输出与与门D30的2号端口相连接。

如图1所示，在多巴胺神经元模块中，忆阻器为该模块的核心元件，用忆阻M14表示，忆阻M14的阻值体现了多巴胺神经元的当前状态。多巴胺神经元协调导致了短暂遗忘的记忆抑制。当多巴胺神经元受到外部刺激而处在一个低水平的状态时，会短暂的抑制记忆检索，随着时间的推移，多巴胺神经元会逐渐恢复，记忆会再次变得可访问。忆阻M14、电阻R71、运算放大器OP27、数学运算单元ABM9、电阻R72、电阻R73、直流电压源V14、运算放大器OP28和非门D33共同组成了多巴胺神经元模块。忆阻M14的正端和电压求和单元SUM2的3号端口相连接，忆阻M14的负端和运算放大器OP27的反相输入端相连接，电阻R71的1号端口和运算放大器OP27的反相输入端相连接，电阻R71的2号端口和运算放大器OP27的输出端相连接，运算放大器OP27的同相输入端接地。运算放大器OP27的输出端和数学运算单元ABM9的1号输入端相连接，数学运算单元ABM9的2号输入端和电压求和单元SUM2的三号端口相连接。运算放大器OP27的作用是比例放大；忆阻M14的作用是模拟多巴胺神经元，其阻值代表多巴胺神经元的状态。

运算放大器OP27的输出为VOUT(OP27)＝-(R71/M11)*VIN2(ABM9)，数学运算单元ABM9执行运算后的结果为VOUT(ABM9)＝-VIN2(ABM9)/VIN1(ABM9)，故数学运算单元ABM9的输出为VOUT(ABM9)＝M14/1000。通过上述计算方式，多巴胺神经元模块将忆阻的阻值变化转换为电压的变化，通过电压比较器可直接得出当前多巴胺神经元的状态。数学运算单元ABM9的输出和运算放大器OP28的反相输入端相连接，电阻R72的1号端口和运算放大器OP28的反相输入端相连接，电阻R72的2号端口接地；电阻R73的1号端口和运算放大器OP28的同相输入端相连接，电阻R73的2号端口接地；直流电压源V14的正端和运算放大器OP28的同相输入端相连接，直流电压源V14的负端接地。运算放大器OP28的输出端和非门D33的输入端相连接，非门D33的输出情况表示当前多巴胺神经元的状态。非门D33的输出端和与门D30的输出端均与与门D31的输入端相连接，与门D31的输出端和忆阻M16的负端均与或门D32的输入端相连接，或门D32的输出端为最终输出端OUT，得到输出信号。若当前多巴胺神经元处于正常状态，则与门D33输出高电平；若当前多巴胺神经元受到外界刺激，或者刺激后还未恢复，则非门D33输出低电平，影响条件反射和联想记忆的表达。与门D33的输出分别反馈到突触模块和自发恢复模块。

如图1所示，在自发恢复模块中，利用忆阻器、压控开关、逻辑门等元件实现了刺激电压和恢复电压的控制。施加电刺激电压信号的条件为，代表电击的脉冲电压信号源N3发出信号。施加恢复电压的条件为，代表电击的脉冲电压信号源N3未发出信号，多巴胺神经元处于低水平状态，二者同时满足时，向多巴胺神经元施加恢复电压。为了达到这一效果，逻辑门分别为两个非门D35和D36、一个与门D37。代表电击的脉冲电压信号源N3和非门D35的输入端相连接，多巴胺神经元模块的输出端和非门D36的输入端相连接。非门D35的输出端连接与门D37的1号输入端，非门D36的输出端连接与门D37的2号输入端，与门D37的输出端连接压控开关S15的正端，同时，与门D37的输出端连接压控开关S16的正端。当非门D35的输入为低电平，非门D36的输入为低电平时，与门D37的输出为高电平，施加自发恢复电压的条件满足，压控开关S15、压控开关S16闭合，自发恢复电压施加到多巴胺神经元模块上。

压控开关S12的正端和代表电击信号的脉冲电压信号源N3相连接，压控开关S12的负端接地，压控开关S12的第二触点和直流电压源V15的正端相连接，直流电压源V15的负端接地，电阻R74的1号端口和压控开关S12的第二触点相连接，电阻R74的2号端口接地，压控开关S12的第1触点和电压求和单元SUM2的1号端口相连接。压控开关S13的正端和代表电击信号的脉冲电压信号源N3相连接，压控开关S13的负端接地，压控开关S13的第二触点和直流电压源V16的正端相连接，直流电压源V16的负端接地，电阻R75的1号端口和压控开关S13的第二触点相连接，电阻R75的2号端口接地，压控开关S13的第1触点和电压求和单元SUM3的1号端口相连接。压控开关S14的正端和与门D34的输出相连接，压控开关S14的负端接地，压控开关S14的第二触点和直流电压源V17的正端相连接，直流电压源V17的负端接地，电阻R76的1号端口和压控开关S14的第二触点相连接，电阻R76的2号端口接地，压控开关S14的第1触点和电压求和单元SUM3的2号端口相连接。

忆阻M15的正端和电压求和单元SUM3的3号端口相连接，忆阻M15的负端和运算放大器OP29的反相输入端相连接，电阻R77的1号端口和运算放大器OP29的反相输入端相连接，电阻R77的2号端口和运算放大器OP29的输出端相连接，运算放大器OP29的同相输入端接地。运算放大器OP29的作用是比例放大。运算放大器OP29的输出端和数学运算单元ABM10的1号输入端相连接，数学运算单元ABM10的2号输入端和电压求和单元SUM2的三号端口相连接。ABM10的输出和运算放大器OP30的反相输入端相连接，电阻R79的1号端口和运算放大器OP30的反相输入端相连接，电阻R79的2号端口接地；电阻R78的1号端口和运算放大器OP30的同相输入端相连接，电阻R78的2号端口接地；直流电压源V18的正端和运算放大器OP30的同相输入端相连接，直流电压源V18的负端接地。运算放大器OP30的输出端和非门D36的输入端相连接，并且和与门D34的2号输入端相连接。运算放大器OP30的作用是电压比较。

压控开关S15的正端和与门D37的输出相连接，压控开关S15的负端接地，压控开关S15的第1触点和数学运算单元ABM10相连接，电阻R80的1号端口和压控开关S15的第2触点相连接，电阻R80的2号端口接地；电阻R81的1号端口和压控开关S15的第2触点相连接，电阻R81的2号端口和运算放大器OP31的反相输入端相连接。压控开关S16的正端和与门D37的输出电相连接，压控开关S16的负端接地，压控开关S16的第2触点和直流电压源V19的正端相连接，V17的负端接地，电阻R83的1号端口和压控开关S16的第2触点相连接，电阻R83的2号端口接地。电阻R82的1号端口和压控开关S16的第1触点相连接，电阻R82和运算放大器OP31的反相输入端相连接，电阻R84的1号端口和运算放大器OP31的反相输入端相连接，电阻R84的2号端口和运算放大器OP31的输出端相连接，OP31的同相输入端接地，运算放大器OP31的输出端和电压求和单元SUM2的2号端口相连接。

如图2所示为潜伏抑制效应下，学习和遗忘效果的仿真结果图，图2中V(N1)为代表铃声信号的电压波形图，V(N2)为代表食物信号的电压波形图，V(OUT)为代表狗流涎信号的电压波形图，V(M13:1)为忆阻M13的正端电压，因忆阻M13的负端与运算放大器OP25的反相输入端相连接，运算放大器OP25的正向输入端接地，故V(M13:1)即为忆阻M13两端的电压差，该电压的大小和正负情况，决定了忆阻值变化的方向和速度。V(OP8:OUT)代表潜伏抑制下学习电压的变化情况，V(OP9:OUT)代表潜伏抑制下无任何信号时遗忘电压的变化情况，V(OP10:OUT)代表潜伏抑制下仅有铃声刺激时遗忘电压的变化情况。M13(Ω)表示突触模块中忆阻M13的阻值。

如图2所示，0s到16s为潜伏抑制作用过程，该段时间建立联想记忆，仅有铃声出现，没有食物出现，符合所描述的潜伏抑制产生条件。如图1潜伏抑制模块所示，数学运算单元ABM1执行运算后的结果为VOUT(ABM1)＝-VIN2/VIN1，故数学运算单元ABM1的输出为VOUT(ABM1)＝M1/R7＝M1/1000，电阻R7的阻值为1k。运算放大器OP7的输出为VOUT(OP7)＝(R17/R16)*VOUT(ABM1)-(R17/M2)*V4，电阻R16和R17的阻值均为1k，运算放大器OP8起到取反的作用，故运算放大器OP8的输出为VOUT(OP8)＝VOUT(ABM1)+(R17/M2)*V4＝M1/1000+(R17/M2)*V4。未发生潜伏抑制作用时，仅有直流电压源V2的电压作用在忆阻M1上，V2＝1V，仅电压源V2单独作用不会使忆阻M1的阻值下降，潜伏抑制效应开始后，压控开关S1闭合，直流电压源V1和直流电压源V2经过运算放大器OP1和OP2求和之后施加到忆阻M1的负端上，V1＝2.1V，V1+V2＝3.1V，超过忆阻M1的电压阈值，忆阻M1的阻值增大，故运算放大器OP8的输出电压VOUT(OP8)增大，学习电压增大会使得忆阻M13在学习过程中减小的速度变慢，对应了潜伏抑制效应对学习速率的影响。

运算放大器OP9的输出为无任何信号时遗忘电压。无潜伏抑制效应时，忆阻M3的正端施加的电压为V2＝1V，忆阻M4的正端施加的电压为V4＝1V，电阻R20的阻值为1.5k，运算放大器OP9的输出为VOUT(OP9)＝-(R20/M3)*V2-(R20/M4)*V4＝1500*(1/M3+1/M4)，仅电压源V2单独作用不会使忆阻M3的阻值下降，潜伏抑制效应开始后，压控开关S1闭合，直流电压源V1和直流电压源V2经过运算放大器OP1和OP2求和之后施加到忆阻M3的正端上，V1＝2.1V，V1+V2＝3.1V，超过忆阻M3的电压阈值，忆阻M3的阻值减小，故运算放大器OP9的输出的负电压VOUT(OP9)增大，自然遗忘的负电压增大会使得忆阻M13在遗忘过程中增大的速度加快，对应了潜伏抑制效应对遗忘速率的影响。

运算放大器OP10的输出为仅有铃声刺激时的遗忘电压。无潜伏抑制效应时，忆阻M5的正端施加的电压为V2＝1V，忆阻M6的正端施加的电压为V4＝1V，电阻R21的阻值为3k，运算放大器OP10的输出为VOUT(OP10)＝-(R21/M5)*V2-(R21/M6)*V4＝-3000*(1/M5+1/M6)，仅电压源V2单独作用不会使忆阻M5的阻值下降，潜伏抑制效应开始后，压控开关S1闭合，直流电压源V1和直流电压源V2经过运算放大器OP1和OP2求和之后施加到忆阻M5的正端上，V1＝2.1V，V1+V2＝3.1V，超过忆阻器M5的电压阈值，忆阻M5的阻值减小，故运算放大器OP10的输出的负电压VOUT(OP10)增大，仅有铃声刺激的遗忘负电压增大会使得忆阻M13在遗忘过程中增大的速度加快，对应了潜伏抑制效应对遗忘速率的影响。

如图2所示，25s到54s为联想记忆的建立过程，在此过程中，铃声信号和食物信号同时出现。根据忆阻M13的变化可知，到第47s时联想记忆已经建立，即经过22次学习，忆阻M13下降至3.5k，后面的学习过程使的忆阻M13的值继续下降，符合生物学特性。54s到75s为遗忘过程，在此过程中只有铃声信号，根据图2中V(M13:1)可以观察到仅有铃声信号和无任何信号(自然遗忘)时施加的电压有所不同，这与上文中生成的三组电压是对应的。根据图中V(OUT)，54s到60s过程中，有代表流涎的信号产生，即6次铃声后先前建立的条件反射已经遗忘。到第127s时，忆阻M13的阻值上升至9.5k，重新回到初始水平。

如图3所示，为图2更长时间的潜伏抑制效应下，学习和遗忘效果的仿真结果图，图中V(N1)为代表铃声信号的电压波形图，V(N2)为代表食物信号的电压波形图，V(OUT)为代表狗流涎信号的电压波形图，V(M13:1)为忆阻M13的正端电压，因忆阻M13的负端与运算放大器OP25的反相输入端相连接，运算放大器OP25的正向输入端接地，故V(M13:1)即为忆阻M13两端的电压差。该电压的大小和正负情况，决定了忆阻值变化的方向和速度。V(OP8:OUT)代表潜伏抑制下学习电压的变化情况，V(OP9:OUT)代表潜伏抑制下无任何信号时遗忘电压的变化情况，V(OP10:OUT)代表潜伏抑制下仅有铃声刺激时遗忘电压的变化情况。M13(Ω)表示突触模块中忆阻M13的阻值。

如图3所示，0s到36s为潜伏抑制作用过程，该段时间，建立联想记忆，仅有铃声出现，没有食物出现，符合所描述的潜伏抑制产生条件。如图1潜伏抑制模块所示，数学运算单元ABM1执行运算后的结果为VOUT(ABM1)＝-VIN2/VIN1，故数学运算单元ABM1的输出为VOUT(ABM1)＝M1/R7＝M1/1000，电阻R7的阻值为1k。运算放大器OP7的输出为VOUT(OP7)＝-(R17/R16)*VOUT(ABM1)-(R17/M2)*V4，电阻R16和R17的阻值均为1k，运算放大器OP8起到取反的作用，故运算放大器OP8的输出为VOUT(OP8)＝VOUT(ABM1)+(R17/M2)*V4＝M1/1000+(R17/M2)*V4。未发生潜伏抑制作用时，仅有直流电压源V2的电压作用在忆阻器M1上，V2＝1V，仅电压源V2单独作用不会使忆阻器M1的阻值下降，潜伏抑制效应开始后，压控开关S1闭合，直流电压源V1和直流电压源V2经过运算放大器OP1和OP2求和之后施加到忆阻器M1的负端上，V1＝2.1V，V1+V2＝3.1V，超过忆阻M1的电压阈值，忆阻M1的阻值增大，故运算放大器OP8的输出电压VOUT(OP8)增大，学习电压增大会使得忆阻M13在学习过程中减小的速度变慢，对应了潜伏抑制效应对学习速率的影响。

与图2不同的是，图3所示的潜伏抑制过程时间较长，从第19s时，V(OP8:OUT)、V(OP9:OUT)、V(OP10:OUT)波形相较于19s前有了较大的变化，这是因为潜伏抑制时间到19s时，忆阻M1的阻值增加到3.5k以上，数学运算单元ABM8的输出超过3.5V，运算放大器OP4用作电压比较器，直流电压源V5＝3.5V，故非门D39的输出为高电平。对于忆阻M2，未发生潜伏抑制作用时，仅有直流电压源V4的电压作用在忆阻器M2上，V4＝1V，仅电压源V4单独作用不会使忆阻M2的阻值下降，当忆阻M1的阻值增加至3.5k时，若潜伏抑制效应依然发生，压控开关S2也会闭合，直流电压源V3和直流电压源V4经过运算放大器OP5和OP6求和之后施加到忆阻M2的正端上，V3＝2.1V，V3+V4＝3.1V，超过忆阻M2的电压阈值，忆阻M2的阻值减小，运算放大器OP8的输出为VOUT(OP8)＝VOUT(ABM1)+(R17/M2)*V4＝M1/1000+(R17/M2)*V4，故运算放大器OP8的输出电压VOUT(OP8)增大，学习电压增大会使得忆阻M13在学习过程中减小的速度变慢，对应了潜伏抑制效应对学习速率的影响。同理，忆阻M4和忆阻M6的阻值也会减小，运算放大器OP9的输出为VOUT(OP9)＝-(R20/M3)*V2-(R20/M4)*V4＝-1500*(1/M3+1/M4)，故这一过程也会导致运算放大器OP9输出的负电压增大，对应自然遗忘速率加快；运算放大器OP10的输出为VOUT(OP10)＝-(R21/M5)*V2-(R21/M6)*V4＝-3000*(1/M5+1/M6)，故这一过程也会导致运算放大器OP10输出的负电压增大，对应仅有铃声刺激下的遗忘速率加快。

如图3所示，40s到76s为联想记忆的建立过程，在此过程中，铃声信号和食物信号同时出现。根据忆阻M13的变化可知，到第70s时联想记忆已经建立，即经过30次学习，忆阻M13下降至3.5k，后面的学习过程使的忆阻器M13的值继续下降，符合生物学特性。76s到95s为遗忘过程，在此过程中只有铃声信号，根据图3中V(M13:1)可以观察到仅有铃声信号和无任何信号(自然遗忘)时施加的电压有所不同，这与上文中生成的三组电压是对应的。根据图中V(OUT)77s到82s过程中，有代表流涎的信号产生，即5次铃声后先前建立的条件反射已经遗忘。到第138s时，忆阻M13的阻值上升至9.5k，重新回到初始水平。相较于图2，更长时间的潜伏抑制，导致联想记忆的建立过程更长，遗忘速度更快。

如图4所示为无潜伏抑制效应下，学习和遗忘效果的仿真结果图，图4中V(N1)为代表铃声信号的电压波形图，V(N2)为代表食物信号的电压波形图，V(OUT)为代表狗流涎信号的电压波形图，V(M13:1)为忆阻M13的正端电压，因忆阻M13的负端与运算放大器OP25的反相输入端相连接，运算放大器OP25的正相输入端接地，故V(M13:1)即为忆阻M13两端的电压差。该电压的大小和正负情况，决定了忆阻值变化的方向和速度。V(OP16:OUT)代电压控制模块中学习电压的变化情况，V(OP19:OUT)代表电压控制模块中无任何信号时遗忘电压的变化情况，V(OP22:OUT)代表电压控制模块中仅有铃声刺激时遗忘电压的变化情况。V(OP12:OUT)表示潜伏抑制模块的输出电压，M13(Ω)表示突触模块中忆阻M13的阻值。

如图4所示，0s到26s为联想记忆的建立过程，在此过程中，铃声信号和食物信号同时出现。根据图中M13忆阻值的变化可知，到第15s时联想记忆已经建立，即经过15次学习，忆阻M13下降至3.5k，后面的学习过程使的忆阻M13的值继续下降，符合生物学特性。即16s到26s过程中，联想学习已经建立，铃声信号和食物信号同时出现，符合电压控制模块中三组电压的变化条件，此时开关S6闭合，直流电压源V6施加在忆阻M7的正端上，因为忆阻M7的负端接运算放大器OP13的反相输入端，运算放大器OP13的正相输入端接地，所以V6的电压即为忆阻M7两端的电压差值，V6＝3.1V，大于忆阻M7、忆阻M9和忆阻M11的电压阈值，故忆阻值开始减小。

数学运算单元ABM2执行运算后的结果为VOUT(ABM2)＝-VIN2/VIN1，R33＝1k，故数学运算单元ABM2的输出为VOUT(ABM2)＝M7/R33＝M7/1000，类似的，R39＝1k，R44＝1k，数学运算单元ABM3的输出为VOUT(ABM3)＝M9/R39＝M9/1000，数学运算单元ABM4的输出为VOUT(ABM4)＝M11/R44＝M11/1000，R34＝2k，R40＝2k，R45＝1k，数学运算单元ABM5的输出为VOUT(ABM5)＝M8/R34＝M9/2000，数学运算单元ABM6的输出为VOUT(ABM6)＝M10/R40＝M9/2000，数学运算单元ABM7的输出为VOUT(ABM7)＝M12/R45＝M9/1000。R35＝1k，R36＝1k，R37＝1k，R38＝1k，R85＝1k，R41＝1k，R42＝1k，R43＝1k，R46＝1k，R47＝1k，R48＝1k。故运算放大器OP16的输出为VOUT(OP16)＝(M7/1000)+(M8/2000)，该数值即为学习电压；运算放大器OP19的输出为VOUT(OP19)＝-((M9/1000)+(M10/2000))，该数值为无任何信号发出时的遗忘电压，即自然遗忘电压；运算放大器OP22的输出为VOUT(OP22)＝((M11/1000)+(M12/1000))，该数值为仅有铃声刺激下的遗忘电压。根据运算放大器OP16、OP19、OP22的输出公式可知，当忆阻M7、忆阻M9当忆阻M11的阻值减小时，运算放大器OP16输出的正电压减小，对应学习速率加快；运算放大器OP19输出的负电压减小，对应自然遗忘速率减小；运算放大器OP22输出的负电压减小，对应仅有铃声刺激下的遗忘速率减小。图中V(OP16:OUT)、V(OP19:OUT)、V(OP22:OUT)的曲线表现出了这一变化。由于无潜伏抑制效应，观察图中V(OP12:OUT)，其在学习阶段正电压和遗忘阶段的负电压均小于图2和图3中有潜伏抑制效应的情况。

如图4所示，26s以后为遗忘过程，在此过程中只有铃声信号，根据图4中V(M13:1)可以观察到仅有铃声信号和无任何信号(自然遗忘)时施加的电压有所不同，这与上文中生成的三组电压是对应的。根据图中V(OUT)27s到35s过程中，有代表流涎的信号产生，即8次铃声后，先前建立的条件反射已经遗忘。到第121s时，忆阻M13的阻值上升至9.5k，重新回到初始水平。相较于图2和图3，无潜伏抑制的情况下，联想记忆的建立速度更快，遗忘速度更慢。

如图5所示为无潜伏抑制效应下，再次学习和遗忘效果的仿真结果图，图5中V(N1)为代表铃声信号的电压波形图，V(N2)为代表食物信号的电压波形图，V(OUT)为代表狗流涎信号的电压波形图，V(M13:1)为忆阻M13的正端电压，因忆阻M13的负端与运算放大器OP25的反相输入端相连接，运算放大器OP25的正向输入端接地，故V(M13:1)即为忆阻M13两端的电压差。该电压的大小和正负情况，决定了忆阻值变化的方向和速度。V(OP16:OUT)代电压控制模块中学习电压的变化情况，V(OP19:OUT)代表电压控制模块中无任何信号时遗忘电压的变化情况，V(OP22:OUT)代表电压控制模块中仅有铃声刺激时遗忘电压的变化情况。V(OP12:OUT)表示潜伏抑制模块的输出电压，M13(Ω)表示突触模块中忆阻M13的阻值。

如图5所示，140s到159s为联想记忆的建立过程，在此过程中，铃声信号和食物信号同时出现。根据忆阻M13忆阻值的变化可知，到第148s时联想记忆已经建立，即经过8次学习，忆阻M13下降至3.5k，后面的学习过程使的忆阻M13的值继续下降，符合生物学特性。即149s到159s过程中，联想学习已经建立，铃声信号和食物信号同时出现，符合电压控制模块中三组电压的变化条件，此时开关S6闭合，直流电压源V6施加在忆阻M7的正端上，因为忆阻M7的负端接运算放大器OP13的反相输入端，运算放大器OP13的正相输入端接地，所以电压源V6的电压即为M7两端的电压差值，V6＝3.1V，大于忆阻M7、忆阻M9和忆阻M11的电压阈值，故忆阻值开始减小。当忆阻值下降到1.8k以下时，数学运算单元ABM2的输出小于1.8k，T2的源极输出高电平，此时若联想学习已经建立，铃声信号和食物信号同时出现，则压控开关S7闭合，直流电压源V7施加到忆阻M8的正端，因为忆阻M8的负端接运算放大器OP14的反相输入端，运算放大器OP14的正相输入端接地，所以电压源V7的电压即为M8两端的电压差值，V6＝4.5V，大于忆阻M8、忆阻M10和忆阻M12的电压阈值，故忆阻值开始减小。

根据运算放大器OP16、OP19、OP22的输出公式可知，当忆阻M7、忆阻M8、忆阻M9，忆阻M10、忆阻M11、忆阻M12的阻值减小时，运算放大器OP16输出的正电压减小，对应学习速率加快；运算放大器OP19输出的负电压减小，对应自然遗忘速率减小；运算放大器OP22输出的负电压减小，对应仅有铃声刺激下的遗忘速率减小。图中V(OP16:OUT)、V(OP19:OUT)、V(OP22:OUT)的曲线表现出了这一变化。由于无潜伏抑制效应，观察图中V(OP12:OUT)，其在学习阶段正电压和遗忘阶段的负电压均小于图2和图3中有潜伏抑制效应的情况。

如图5所示，159s以后为遗忘过程，在此过程中只有铃声信号，根据图5中V(M13:1)可以观察到仅有铃声信号和无任何信号(自然遗忘)时施加的电压有所不同，这与上文中生成的三组电压是对应的。根据图中V(OUT)，159s到171s过程中，有代表流涎的信号产生，即12次铃声后，先前建立的条件反射已经遗忘。到第282s时，忆阻M13的阻值上升至9.5k，重新回到初始水平。相较于图2和图3，无潜伏抑制的情况下，联想记忆的建立速度更快，遗忘速度更慢。相较于图4，第二次学习比第一次学习速率更快，遗忘速率更慢。

如图6所示为无潜伏抑制效应下，第三次学习和遗忘效果的仿真结果图，图6中V(N1)为代表铃声信号的电压波形图，V(N2)为代表食物信号的电压波形图，V(OUT)为代表狗流涎信号的电压波形图，V(M13:1)为忆阻M13的正端电压，因忆阻M13的负端与运算放大器OP25的反相输入端相连接，运算放大器OP25的正向输入端接地，故V(M13:1)即为忆阻M13两端的电压差。该电压的大小和正负情况，决定了忆阻值变化的方向和速度。V(OP16:OUT)代电压控制模块中学习电压的变化情况，V(OP19:OUT)代表电压控制模块中无任何信号时遗忘电压的变化情况，V(OP22:OUT)代表电压控制模块中仅有铃声刺激时遗忘电压的变化情况。V(OP12:OUT)表示潜伏抑制模块的输出电压，M13(Ω)表示突触模块中忆阻M13的阻值。

如图6所示，290s到305s为联想记忆的建立过程，在此过程中，铃声信号和食物信号同时出现。根据忆阻M13忆阻值的变化可知，到第296s时联想记忆已经建立，即经过6次学习，忆阻M13下降至3.5k，后面的学习过程使的忆阻器M13的值继续下降，符合生物学特性。即297s到305s过程中，联想学习已经建立，铃声信号和食物信号同时出现，符合电压控制模块中三组电压的变化条件，压控开关S6和压控开关S7都闭合，忆阻M7、忆阻M8、忆阻M9、忆阻M10、忆阻M11、忆阻M12的阻值减小，运算放大器OP16输出的正电压减小，对应学习速率加快；运算放大器OP19输出的负电压减小，对应自然遗忘速率减小；运算放大器OP22输出的负电压减小，对应仅有铃声刺激下的遗忘速率减小，且在次过程中，电压控制模块中的自然遗忘电压已经减少至-2V，由于无潜伏抑制效应，潜伏抑制模块输出的自然遗忘电压仅有-1V，即施加到忆阻M13上的自然遗忘电压为-3V，小于忆阻M13的点啊与阈值，即经过三次学习后，自然遗忘速率为零。

如图6所示，305s以后为遗忘过程，在此过程中只有铃声信号，根据图6中V(M13:1)可以观察到仅有铃声信号和无任何信号(自然遗忘)时施加的电压有所不同，这与上文中生成的三组电压是对应的。根据图中V(OUT)的306s到327s过程中，有代表流涎的信号产生，即21次铃声后，先前建立的条件反射已经遗忘。434s后，不再施加任何信号，忆阻M13的阻值不变，自然遗忘速率为零。相较于图2和图3，无潜伏抑制的情况下，联想记忆的建立速度更快，遗忘速度更慢。相较于图5，第三次学习比第二次学习速率更快，遗忘速率更慢，且随着学习次数的增加，自然遗忘速率为零。

如图7所示，图7为暂时性遗忘的仿真结果图，图6中V(N1)为代表铃声信号的电压波形图，V(N2)为代表食物信号的电压波形图，V(N3)为代表电击信号的电压波形图，V(OUT)为代表狗流涎信号的电压波形图，V(OP26:OUT)代表突触模块中运算放大器OP26输出，反应当前突触权重，V(D33:OUT)代表多巴胺神经元模块的输出，当该输出为低电平时，将会抑制记忆检索，影响联想记忆的表达，V(M13:1)为忆阻M13的正端电压，因M13的负端与运算放大器OP25的反相输入端相连接，运算放大器OP25的正向输入端接地，故V(M13:1)即为忆阻M13两端的电压差。该电压的大小和正负情况，决定了忆阻值变化的方向和速度。M13(Ω)表示突触模块中忆阻M13的阻值。V(M14:1)为忆阻器M14的正端电压，因忆阻M13的负端与运算放大器OP27的反相输入端相连接，运算放大器OP27的正向输入端接地，故V(M14:1)即为忆阻M14两端的电压差,M14(Ω)表示突触模块中忆阻M14的阻值。

如图7所示，550s到560s为联想记忆建立过程，在565s处施加电击信号，图中V(D33:OUT)由高电平变为低电平，此时当铃声信号出现时，代表流涎的信号不会产生，因为多巴胺神经元处于低水平状态。根据图中V(M14:1)的曲线变化，电击信号消失后，自发恢复电压施加到忆阻M14的正端，忆阻M14的阻值增加，580s时，V(D33:OUT)变为高电平，当铃声出现后，代表流涎的信号产生，联想记忆重新表达。610s到620s为联想记忆建立过程，在625s到630s处施加5次电击信号，图中V(D33:OUT)由高电平变为低电平，此时当铃声信号出现时，代表流涎的信号不会产生，因为多巴胺神经元处于低水平状态。根据图中V(M14:1)的曲线变化，电击信号消失后，自发恢复电压施加到忆阻M14的正端，忆阻M14的阻值增加，且由于电击时间较长，本次自发恢复电压较小，恢复时间较长，650s时，V(D33:OUT)变为高电平，当铃声出现后，代表流涎的信号产生，联想记忆重新表达。两次电击实验对比，1次电击，自发恢复时间约15s；5次电击，自发恢复时间约为25s，符合生物学特性。

本发明通过潜伏抑制模块和突触模块实现了不同程度潜伏抑制效应下的联想记忆学习与遗忘；此外，本发明通过电压控制模块和突触模块实现了多次学习后，学习速率和遗忘速率的对比效果；最后，本发明通过电压控制模块、突触模块、多巴胺神经元模块和自发恢复电压控制模块实现了在建立长期记忆后，不同时长的电击刺激导致的暂时性遗忘效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。