Feedforward and feedback control share an internal model of the arm’s dynamics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Humans have a remarkable capacity to learn novel movement patterns in a wide variety of contexts. Recent work has shown that, when countering external forces, the nervous system adjusts not only voluntary (ie. feedforward) control but also reflex (ie. feedback) responses. Here we show that directly altering the physical properties of the arm (i.e. intersegmental dynamics) causes the nervous system to adjust feedforward control and that this learning also transfers to feedback responses even though they were never directly trained. In our first experiment, we altered intersegmental dynamics by asking participants to generate pure elbow movements with the shoulder joint either free to rotate or locked. Locking the shoulder joint cancels the interaction forces that arise at the shoulder during forearm rotation and thus removes the need to activate shoulder muscles to prevent shoulder joint rotation. We first asked whether the nervous system learns this altered mapping of intersegmental dynamics. In the baseline phase, we found robust activation of shoulder flexor muscles for pure elbow flexion trials prior to movement onset – as required to counter the intersegmental dynamics. After locking the shoulder joint in the adaptation phase, we found a substantial reduction in shoulder muscle activity over many trials. After unlocking the shoulder joint in the post-adaptation phase, we observed after-effects, as participants made systematic hand path errors. In our second experiment, we investigated whether such learning transfers to feedback control. Mechanical perturbations applied to the limb in the baseline phase revealed that feedback responses, like feedforward control, also appropriately countered intersegmental dynamics. In the adaptation phase, we found a substantial reduction in shoulder feedback responses – as appropriate for the altered intersegmental dynamics. We also found that this decay in shoulder feedback responses correlated across subjects with the amount of decay during feedforward control. Our work adds to the growing evidence that feedforward and feedback control share an internal model of the arm’s dynamics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».