Proprioceptive and Visual Feedback Responses in Macaques Exploit Goal Redundancy
Notice bibliographique
Résumé
A common problem in motor control concerns how to generate patterns of muscle activity when there are redundant solutions to attain a behavioral goal. Optimal feedback control is a theory that has guided many behavioral studies exploring how the motor system incorporates task redundancy. This theory predicts that kinematic errors that deviate the limb should not be corrected if one can still attain the behavioral goal. Studies in humans demonstrate that the motor system can flexibly integrate visual and proprioceptive feedback of the limb with goal redundancy within 90 ms and 70 ms, respectively. Here, we show monkeys ( Macaca mulatta ) demonstrate similar abilities to exploit goal redundancy. We trained four male monkeys to reach for a goal that was either a narrow square or a wide, spatially redundant rectangle. Monkeys exhibited greater trial-by-trial variability when reaching to the wide goal consistent with exploiting goal redundancy. On random trials we jumped the visual feedback of the hand and found monkeys corrected for the jump when reaching to the narrow goal and largely ignored the jump when reaching for the wide goal. In a separate set of experiments, we applied mechanical loads to the arm of the monkey and found similar corrective responses based on goal shape. Muscle activity reflecting these different corrective responses were detected for the visual and mechanical perturbations starting at ∼90 and ∼70 ms, respectively. Thus, rapid motor responses in macaques can exploit goal redundancy similar to humans, creating a paradigm to study the neural basis of goal-directed motor action and motor redundancy. SIGNIFICANCE STATEMENT Moving in the world requires selecting from an infinite set of possible motor commands. Theories predict that motor commands are selected that exploit redundancies. Corrective responses in humans to either visual or proprioceptive disturbances of the limb can rapidly exploit redundant trajectories to a goal in <100 ms after a disturbance. However, uncovering the neural correlates generating these rapid motor corrections has been hampered by the absence of an animal model. We developed a behavioral paradigm in monkeys that incorporates redundancy in the form of the shape of the goal. Critically, monkeys exhibit corrective responses and timings similar to humans performing the same task. Our paradigm provides a model for investigating the neural correlates of sophisticated rapid motor corrections.
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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 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».