A model of rhythm production and rhythmic auditory stimulation in healthy and Parkinsonian basal ganglia
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In fMRI experiments, the basal ganglia is consistently activated by rhythmic action and sensorimotor synchronization to a metronome, and conditions like Parkinson’s Disease that affect basal ganglia and its dopaminergic modulation are experimentally seen to affect performance on both types of task. However, it is not clear what role this circuit or dopaminergic modulation play during rhythm production and synchronization tasks. Here, we propose that the basal ganglia may specify, maintain, and adapt the tempo with which rhythmic action (e.g. finger tapping or walking) is performed. We build a model based on previous “action selection” models of the cortico-basal-ganglia loop, altered such that cortico-basal-ganglia loops correspond not to distinct actions but to a continuum of possible action tempi. During rhythm production, an initial tempo is selected by cortical input, and rhythmic action can be automatized to continue in the absence of cortical input if tonic dopamine levels in striatum are sufficiently high. When striatal dopamine is reduced, our model reproduces two key features of dopamine deprivation in Parkinson’s disease: freezing of gait, and increased variation in produced intertap intervals during rhythmic tapping. By reanalyzing data from a recent experiment with Parkinsonian patients, we confirm the model’s prediction that increased interval variability should be largely attributable to increased tempo drift (rather than, e.g., increased timekeeper noise). This model of rhythm production is the first to invoke specific features of basal ganglia circuitry. It augments existing models of action selection in basal ganglia with the addition of continuous action parameters, and in doing so provides a starting point for further modeling of action timing and rhythm in the motor system. It offers a new model of the mechanism by which rhythmic auditory stimulation supports gait in Parkinson’s patients, and makes a new, testable prediction about sensorimotor synchronization under conditions of low tonic dopamine.
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 ».