Internal models in the cerebellum | Trends in Cognitive Sciences (1998)
Daniel M. Wolpert, R.Chris Miall, Mitsuo Kawato
https://doi.org/10.1016/S1364-6613(98)01221-2
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内部モデル(Internal model)
順モデル(Forward model)
現在の状態と運動指令(遠心性コピー(efference copy))から未来の状態を予測する
逆モデル(Inverse model)
理想の状態からそれの実現に必要な運動指令を計算する
運動指令は筋活動の制御
平衡点制御仮説(equilibrium-point control hypothesis)
筋肉のバネのような性質により、脳は運動方程式を解かずに近似できる(?)
実際に人間の筋肉の性質を調べると、仮説の要件とだいぶ異なっている
逆モデル(Inverse model)の学習は難しい
運動指令を理想の運動を実行できるように調節しなくてはならないが、運動指令のエラーは直接得ることはできない
運動の結果、例えば腕の軌道といった間接的なエラーから推定するしかない
Cerebellar feedback-error-learning model (CBFELM)
Multiple paired forward-inverse models
現実はあまりにも複雑ゆえ、一つのコントローラーで対応するのは効率が悪い
状況に応じて学習し直していたら非効率。
小脳は複数のコントローラーによって構成されており、状況に応じて使い分けているのでは?という考え。
各コントローラー(モジュール)は、
逆モデル
理想の軌道からその実現に必要な運動指令を計算する
順モデル
現在の状態と運動指令から、未来の状態を予測する
Responsibility predictor
そのモジュールが現在の文脈で使われるべきかを判断
から構成されている