Дана робота використовує результати дослідження біологічних нейронних мереж для вдосконалення попередніх та побудови нових моделей просторо-часової асоціативної пам’яті. Запропоновано нову модель просторової асоціативної пам’яті на основі сігма-пай нейрона, що враховує дендритні обчислення та має високу ємність пам’яті, що за певними показниками перевершує класичну модель Вілшоу. Показано, що використання нейрона сігма-пай та розрідженої активації покращує на порядок ємність пам’яті переходів послідовності відомої моделі ієрархічно темпоральної пам’яті (HTM) при однаковій кількості зв’язків. Запропоновано нову модель представлення послідовності в бінарне розріджено-розподілене представлення, яка включає здатність нейрона до активації і якісно відтворює біологічні ефекти, такі як збереження схожості, чутливість до порядку, доповнення послідовності та часову схожість. Представлені моделі просторово-часової асоціативної пам’яті показують гірші результати розпізнавання образів для задач робототехніки в порівняні з підходом глибоких нейронних мереж, проте вони біологічно подібні, мають привабливі обчислювальні властивості і тому варті подальших досліджень., This work presents biologically plausible models of spatio-temporal association memory based on recent ideas and discoveries from neuroscience. The architectures of most artificial neural networks, like convolutional neural networks, are based on biological ideas dated back to the 60-80s of the previous century. However, since then our understanding of neural computation changed dramatically and new evidence should be formalized, investigated and incorporated into new algorithms. The work starts with the presentation of a two-dimensional bidirectional plasticity model in a simple spiking neural network. The model includes triplet spike-time-dependent plasticity rule, fast homeostatic plasticity rule and reinforcement signal that significantly speeds up learning and stabilizes the weighs. It is based on the findings that molecular mechanisms in the dendritic spines work on different time scales and is similar to eligibility traces. The model showі learning of associative connections that are stable with time, and importantly, new experience does not significantly disrupt previously learned weights. The model has a possible biological interpretation, where the fast weight represents the number and efficiency of AMPA channels and slow weight represents slow molecular mechanisms, possibly CAMKII based, and surface effects on a membrane that determines the stabilization of AMPA receptors. However, it is argued that spiking neural networks are still inapplicable for a practical application like for robotics, so the rest of the work continues with more mathematically abstract, but computationally trackable models. The next model takes into account dendritic computation, particularly, synaptic clustering. Recently, it was shown that synapses from active input neurons group locally on the dendritic branch, so that later reactivation can cause supralinear summation and dendritic spike. Such coincident detection nature reflected in the sigma-pi neuron model that in this work u, Данная работа использует результаты исследования биологических нейронных сетей для совершенствования предыдущих и построения новых моделей пространственно-временной ассоциативной памяти. Предложена новая модель пространственной ассоциативной памяти на основе сигма-пай нейрона, что учитывает дендритные исчисления и имеет высокую емкость памяти, которая по определенным показателям превосходит классическую модель Вилшоу. Показано, что использование нейрона сигма-пай и разреженной активации улучшает на порядок емкость памяти переходов последовательности известной модели иерархически темпоральной памяти (HTM) при одинаковом количестве связей. Предложена новая модель представления последовательности в бинарное разреженно-распределенное представление, что включает способность нейрона к активации и качественно воспроизводит биологические эффекты, такие как сохранение сходства, чувствительность к порядку, дополнения последовательности и временное сходство. Представленные модели пространственно-временной ассоциативной памяти показывают худшие результаты распознавания образов для задач робототехники в сравнении с подходом глубоких нейронных сетей, однако они биологически подобные, имеют привлекательные вычислительные свойства и интересны для дальнейших исследований.