Motor Memory Is Encoded as a Gain-Field Combination of Intrinsic and Extrinsic Action Representations
论文链接:https://www.jneurosci.org/content/32/43/14951.long
背景
可以通过人的内部参考模型或者外部参考模型规划运动。(intrinsic (body-based) reference frame or an extrinsic (world-based) frame)
主要工作
在增益场中用马氏距离衡量不同动作的相似程度,这些记录显示了运动皮质和顶叶皮层(motor and parietal cortices)中的内在与外在混合表示
然而,最近的证据表明,新颖的动力学是通过不完全内在的表征来学习的。例如,对自闭症儿童的研究(Haswell等,2009)和经颅直流电刺激运动皮层(Orban de Xivry等,2011)已发现,疾病或脑部刺激可导致更大程度的内在泛化。但是,如前所述,如果泛化通常是完全固有的,那么这将是不可能的。最近的另一项研究研究了具有不同复杂度的可视化形式的任务动态表示中使用的坐标系,并得出结论,物理动力学表示为内在和外在之间的坐标系(Ahmed等,2008)。
A key issue with previous work is that the sparsity with which these studies sampled the generalization of learning throughout the workspace did not allow for this level of investigation. 尽管有越来越多的证据表明内在和外在的坐标系都有助于运动记忆,但人们对其结合方式的了解却很少。先前工作的一个关键问题是,这些研究在整个工作空间中对学习泛化进行采样的稀疏性不允许进行此级别的研究。
重要的是,我们的数据将这种乘法增益场组合模型与先前假定的(Hikosaka等,2002;Cohen et al。,2005 ; Berniker和Kording,2008年;Berniker和Kording,2011年)的加法组合模型,对应于将基于内在的学习和基于外在的学习分开的想法。
我们表明,这种乘法增益场模型是内在的,外在的,共同IE交涉后顶叶皮层(PPC)内的存在是一致的(Andersen等人,1985,1998年,2004年; Buneo和安德森,2006年)和一次运动皮层(M1)(Kalaska等,1989;Kakei等,1999;Kalaska,2009)。
尽管我们研究的用于视觉运动适应的神经底物尚不清楚,但有证据表明小脑(Morton和Bastian,2004;Rabe等人,2009;Galea等人,2011;Donchin等人,2012),PPC (Buneo和Andersen,2006;Tanaka等,2009)和M1(Galea等,2011)参与其中。增益场编码已在PPC中作为组合坐标表示的一种方式进行了广泛的研究。在PPC的区域7a中,物体的空间位置以外部坐标系相对于眼睛和外部世界表示,与肢体姿势和关节构造无关(Andersen等,1985))。但是,PPC的其他部分(例如区域5a)也以身体参照(本征)坐标保持对象表示(Snyder等,1998a,b)。最近,在PPC区域5的表层中发现了混合的IE对象表示形式(Buneo和Andersen,2006年),这表明在单个神经元内,多个参考系可用于同时表示单个对象或动作。但是,应该注意的是,尽管以眼睛为中心和以手为中心的表示形式已经明显分离,但这些研究中使用的工作空间有限,因此很难将以手为中心的笛卡尔参考系与基于关节角度或肌肉动作。
总结
这篇文章写得相当不清楚,总的来看应该是把笛卡尔坐标系表示的运动看做外部模型;把关节空间表示的运动看做是内部模型,通过将两个模型参数化构造为增益空间。用来表征运动的泛化性能。泛化性通过一个双峰高斯函数表示,可视化的图正好能拟合实验得到的曲线。
可取之处在于:
- 增益场可视化表现形式
- 提供了大量增益场神经科学的研究背景