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Enregistrement W3108918078 · doi:10.1101/2020.11.25.397992

Cutting through the noise: reducing bias in motor adaptation analysis

2020· preprint· en· W3108918078 sur OpenAlexafffund
Daniel Blustein, Ahmed W. Shehata, Erin S. Kuylenstierna, Kevin Englehart, Jonathon W. Sensinger

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueMotor Control and Adaptation
Établissements canadiensUniversity of New BrunswickUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesUniversity of Alberta
Mots-clésNoise (video)Adaptation (eye)CounterintuitiveComputer scienceWeightingPerturbation (astronomy)Cognitive psychologyPsychologyArtificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract During goal-directed movements, the magnitude of error correction by a person on a subsequent movement provides important insight into a person’s motor learning dynamics. Observed differences in trial-by-trial adaptation rates might indicate different relative weighting placed on the various sources of information that inform a movement, e.g. sensory feedback, control predictions, or internal model expectations. Measuring this trial-by-trial adaptation rate is not straightforward, however, since externally observed data are masked by noise from several sources and influenced by inaccessible internal processes. Adaptation to perturbation has been used to measure error adaptation as the introduced external disturbance is sufficiently large to overshadow other noise sources. However, perturbation analysis is difficult to implement in real-world scenarios, requires a large number of movement trials to accommodate infrequent perturbations, and the paradigm itself might affect the movement dynamics being observed. Here we focus on error adaptation during unperturbed and naturalistic movements. With increasing motor noise, the conventional estimation of trial-by-trial adaptation increases, a counterintuitive finding that is the consequence of systematic bias in the estimate due to noise masking the learner’s intention. We present an analytic solution relying on stochastic signal processing to reduce this effect of noise, producing an estimate of motor adaptation with reduced bias. The result is an improved estimate of trial-by-trial adaptation in a human learner compared to conventional methods. We demonstrate the effectiveness of the new method in analyzing simulated and empirical movement data under different noise conditions. The analytic approach is applicable across different types of movements in varied contexts and should replace the regression analysis method in future motor analysis studies. Author Summary When a person makes a movement, a motor error is typically observed that then drives motor planning corrections on subsequent movements. This error correction provides insight into how the nervous system is operating, particularly in regard to how much confidence a person places in different sources of information such as sensory feedback or motor command reproducibility. Traditional analysis of movement has required carefully controlled laboratory conditions, limiting the usefulness of motor analysis in clinical and everyday environments. Here we present a new computational method that can be accurately applied to typical movements. Counterintuitive findings of the established approach are corrected by the proposed method. This method will provide a common framework for researchers to analyze movements while extending dynamic motor adaptation analysis capabilities to clinical and non-laboratory settings.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,017
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,017
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,064
Tête enseignante GPT0,259
Écart entre enseignants0,195 · 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

Citations2
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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