Feedforward and Feedback Control Share an Internal Model of the Arm's Dynamics
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Notice bibliographique
Résumé
Recent work has shown that, when countering external forces, the nervous system adjusts not only predictive (i.e., feedforward) control of reaching but also reflex (i.e., feedback) responses to mechanical perturbations. Here we show that altering the physical properties of the arm (i.e., intersegmental dynamics) causes the nervous system to adjust feedforward control and that this learning transfers to feedback responses even though the latter were never directly trained. Forty-five human participants (30 females) performed a single-joint elbow reaching task and countered mechanical perturbations that created pure elbow motion. In our first experiment, we altered intersegmental dynamics by asking participants to generate pure elbow movements when the shoulder joint was either free to rotate or locked by the robotic manipulandum. With the shoulder unlocked, we found robust activation of shoulder flexor muscles for pure elbow flexion trials, as required to counter the interaction torques that arise at the shoulder because of forearm rotation. After locking the shoulder joint, which cancels these interaction torques, we found a substantial reduction in shoulder muscle activity over many trials. In our second experiment, we tested whether such learning transfers to feedback control. Mechanical perturbations applied to the arm with the shoulder unlocked revealed that feedback responses also account for intersegmental dynamics. After locking the shoulder joint, we found a substantial reduction in shoulder feedback responses, as appropriate for the altered intersegmental dynamics. Our work suggests that feedforward and feedback control share an internal model of the arm's dynamics. SIGNIFICANCE STATEMENT Here we show that altering the physical properties of the arm causes people to learn new motor commands and that this learning transfers to their reflex responses to unexpected mechanical perturbations, even though the reflex responses were never directly trained. Our results suggest that feedforward motor commands and reflex responses share an internal model of the arm's dynamics.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle