Рассмотрены два явления, характерные для объёмных наложенных голограмм: формирование вследствие нелинейности среды структур диэлектрической проницаемости, соответствующих интерференции опорных волн, не интерферировавших в реальности, и двукратная дифракция волн в объёме голограмм. Показано, что при восстановлении голограмм данные механизмы формируют ассоциативную связь между волнами, не связанными между собой явным образом в силу разновремённой записи отдельных голограмм. Силы данных связей пропорциональны скалярному произведению сигнальных образов. Применительно к записи объёмных наложенных голограмм по схеме голографии Фурье с плоскими внеосевыми опорными пучками дана нейросетевая модель, учитывающая описанные механизмы.