Distinct Neural Components of Visually Guided Grasping during Planning and Execution
Notice bibliographique
Résumé
Selecting suitable grasps on three-dimensional objects is a challenging visuomotor computation, which involves combining information about an object (e.g., its shape, size, and mass) with information about the actor's body (e.g., the optimal grasp aperture and hand posture for comfortable manipulation). Here, we used functional magnetic resonance imaging to investigate brain networks associated with these distinct aspects during grasp planning and execution. Human participants of either sex viewed and then executed preselected grasps on L-shaped objects made of wood and/or brass. By leveraging a computational approach that accurately predicts human grasp locations, we selected grasp points that disentangled the role of multiple grasp-relevant factors, that is, grasp axis, grasp size, and object mass. Representational Similarity Analysis revealed that grasp axis was encoded along dorsal-stream regions during grasp planning. Grasp size was first encoded in ventral stream areas during grasp planning then in premotor regions during grasp execution. Object mass was encoded in ventral stream and (pre)motor regions only during grasp execution. Premotor regions further encoded visual predictions of grasp comfort, whereas the ventral stream encoded grasp comfort during execution, suggesting its involvement in haptic evaluation. These shifts in neural representations thus capture the sensorimotor transformations that allow humans to grasp objects. SIGNIFICANCE STATEMENT Grasping requires integrating object properties with constraints on hand and arm postures. Using a computational approach that accurately predicts human grasp locations by combining such constraints, we selected grasps on objects that disentangled the relative contributions of object mass, grasp size, and grasp axis during grasp planning and execution in a neuroimaging study. Our findings reveal a greater role of dorsal-stream visuomotor areas during grasp planning, and, surprisingly, increasing ventral stream engagement during execution. We propose that during planning, visuomotor representations initially encode grasp axis and size. Perceptual representations of object material properties become more relevant instead as the hand approaches the object and motor programs are refined with estimates of the grip forces required to successfully lift the object.
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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 | 0,000 |
| 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 ».