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Enregistrement W4409989961 · doi:10.1101/2025.04.28.651014

Interaction between Model-based and Model-free Mechanisms in Motor Learning

2025· preprint· en· W4409989961 sur OpenAlexaff
Anita Kumar, Adarsh Kumar, Neeraj Kumar

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2025
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueReinforcement Learning in Robotics
Établissements canadiensQueen's University
Organismes subventionnairesDepartment of Science and Technology, Ministry of Science and Technology, India
Mots-clésComputer scienceMotor learningPsychologyCognitive scienceNeuroscience

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Motor learning can be driven by distinct mechanisms—habitual, model-free processes, and strategic, model-based processes—depending on the magnitude and context of movement errors. Although small and large errors are known to engage distinct motor learning mechanisms—model-free (implicit) or model-based (explicit), respectively—it remains unclear whether successfully deploying one mechanism might hamper the engagement of the other in subsequent learning tasks. Here, we investigated how prior engagement of a particular mechanism biases future adaptations, even when the new task context typically favours the alternative strategy. Across three experiments (N=82), participants performed reaching movements to targets that either remained fixed or “jumped” mid-movement by small (15°) or large (30°, 45°, or 60°) angles. When first exposed to small errors (15°), participants exhibited persistent aftereffects in subsequent catch trials and stable reaction times (RTs), hallmarks of a model-free, habitual process. Surprisingly, even when switching to larger error magnitudes later, these participants continued to show robust aftereffects and did not elevate RTs— indicating a carryover of model-free learning. Conversely, participants who initially experienced large errors showed minimal aftereffects and flexible RT modulation consistent with model-based strategies; this bias persisted in later sessions with smaller errors, leading to reduced habitual aftereffects. Notably, inserting a washout phase to reset baseline performance did not abolish these mechanistic biases, highlighting that the initial engagement of either model-free or model-based processes leaves a durable imprint on subsequent adaptations. Taken together, these findings demonstrate that motor learning is shaped not only by ongoing task demands (e.g., error magnitude) but also by an individual’s prior learning history. Understanding how initial learning experiences constrain future adaptations has broad implications for designing interventions and training protocols in motor rehabilitation and skill acquisition. Statement of Significance Motor learning involves distinct mechanisms: habitual, model-free processes (driven by gradual stimulus-response associations) and strategic, model-based processes (guided by explicit adjustments). This study demonstrates that initial engagement of one mechanism biases subsequent adaptations, even when task demands shift to favor the alternative. The findings suggest that motor learning is a hierarchical process shaped by cumulative contextual experiences. Our results have highlighted how early learning establishes neural or cognitive frameworks that constrain future adaptations, prioritizing efficiency over flexibility. This has implications for designing motor training or rehabilitation protocols: initiating learning with model-based strategies (via large errors) may preserve adaptability, while model-free training (via small errors) risks anchoring rigid habits. By elucidating how prior mechanisms bias ongoing learning, this work advances our understanding of motor memory interactions and their real-world applications in skill acquisition and recovery.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,733
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,019
Tête enseignante GPT0,239
Écart entre enseignants0,220 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

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

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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