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Enregistrement W3087881386 · doi:10.1101/2020.09.27.315432

Learning at variable attentional load requires cooperation between working memory, meta-learning and attention-augmented reinforcement learning

2020· preprint· en· W3087881386 sur OpenAlexaff
Thilo Womelsdorf, Marcus R. Watson, Paul Tiesinga

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueNeural and Behavioral Psychology Studies
Établissements canadiensYork University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWorking memoryCognitive psychologyReinforcement learningComputer scienceSet (abstract data type)WeightingFeature (linguistics)Artificial intelligencePsychologyMachine learningCognition

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Flexible learning of changing reward contingencies can be realized with different strategies. A fast learning strategy involves using working memory of recently rewarded objects to guide choices. A slower learning strategy uses prediction errors to gradually update value expectations to improve choices. How the fast and slow strategies work together in scenarios with real-world stimulus complexity is not well known. Here, we disentangle their relative contributions in rhesus monkeys while they learned the relevance of object features at variable attentional load. We found that learning behavior across six subjects is consistently best predicted with a model combining ( i ) fast working memory ( ii ) slower reinforcement learning from differently weighted positive and negative prediction errors, as well as ( iii ) selective suppression of non-chosen feature values and ( iv ) a meta-learning mechanism adjusting exploration rates based on a memory trace of recent errors. These mechanisms cooperate differently at low and high attentional loads. While working memory was essential for efficient learning at lower attentional loads, enhanced weighting of negative prediction errors and meta-learning were essential for efficient learning at higher attentional loads. Together, these findings pinpoint a canonical set of learning mechanisms and demonstrate how they cooperate when subjects flexibly adjust to environments with variable real-world attentional demands. Significance statement Learning which visual features are relevant for achieving our goals is challenging in real-world scenarios with multiple distracting features and feature dimensions. It is known that in such scenarios learning benefits significantly from attentional prioritization. Here we show that beyond attention, flexible learning uses a working memory system, a separate learning gain for avoiding negative outcomes, and a meta-learning process that adaptively increases exploration rates whenever errors accumulate. These subcomponent processes of cognitive flexibility depend on distinct learning signals that operate at varying timescales, including the most recent reward outcome (for working memory), memories of recent outcomes (for adjusting exploration), and reward prediction errors (for attention augmented reinforcement learning). These results illustrate the specific mechanisms that cooperate during cognitive flexibility.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,104
Tête enseignante GPT0,303
Écart entre enseignants0,199 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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