TY - THES A1 - Galetzka, Cedric T1 - Reward and prediction errors in Bayesian sensorimotor control N2 - Midbrain dopamine neurons invigorate responses by signaling opportunity costs (tonic dopamine) and promote associative learning by encoding a reward prediction error signal (phasic dopamine). Recent studies on Bayesian sensorimotor control have implicated midbrain dopamine concentration in the integration of prior knowledge and current sensory information. The present behavioral study addressed the contributions of tonic and phasic dopamine in a Bayesian decision-making task by alternating reward magnitude and inferring reward prediction errors. Twenty-four participants were asked to indicate the position of a hidden target stimulus under varying prior and likelihood uncertainty. Trial-by-trial rewards were allocated based on performance and two different reward maxima. Overall, participants’ behavior agreed with Bayesian decision theory, but indicated excessive reliance on likelihood information. These results thus oppose accounts of statistically optimal integration in sensorimotor control, and suggest that the sensorimotor system is subject to additional decision heuristics. Moreover, higher reward magnitude was not observed to induce enhanced response vigor, and was associated with less Bayes-like integration. In addition, the weighting of prior knowledge and current sensory information proceeded independently of reward prediction errors. Taken together, these findings suggest that the process of combining prior and likelihood uncertainties in sensorimotor control is largely robust to variations in reward. N2 - Inwieweit prägen Belohnungen die Integration von vorherigem Wissen und sensorischen Informationen im Kontext der Bayesianischen Entscheidungstheorie? Untersuchungen mit Parkinson-Patienten haben gezeigt, dass die Dopamin-Verfügbarkeit in den Basalganglien Integrationsprozesse in der Sensomotorik beeinflussen. Dopaminerge Neuronen schütten Dopamin tonisch und phasisch aus, wobei diese Modi verschiedenen Funktionen unterliegen, wie dem Signalisieren von Opportunitätskosten oder der Unterstützung assoziativen Lernens. Die Konzentration tonisch freigesetzten Dopamins richtet sich nach Belohnungsgrößen, wogegen phasische Dopamin-Komponenten durch Fehler in der Belohnungserwartung hervorgerufen werden. Die Bedeutung dieser Variablen in sensomotorischem Lernen ist jedoch größtenteils unerforscht. In der vorliegenden Verhaltensstudie wurden vierundzwanzig gesunde Teilnehmer gebeten, eine sensomotorische Schätzaufgabe durchzuführen, in der Belohnungsgrößen manipuliert und Belohnungserwartungsfehler abgeleitet wurden. Es wurde vermutet, dass positive Abweichungen in der Belohnungsvorhersage zu erhöhter Gewichtung von sensorischen Informationen durch den Influx phasischen Dopamins führen. Höhere Belohnungsgrößen sollten dagegen aufgrund vermehrter Opportunitätskosten mit beschleunigten Reaktionen verbunden sein. Das Verhalten der Teilnehmer hat gezeigt, dass aktuelle und a priori Informationen größtenteils unabhängig von Belohnungsgrößen und Belohungserwartungsfehlern integriert werden. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass “Prior” und “Likelihood” unabhängig von belohnungsrelevanten Prozessen repräsentiert werden, welche in Zusammenhang mit der Dopamin-Konzentration in den Basalganglien stehen. Darüber hinaus entsprachen die Resultate lediglich qualitativ der Bayesianischen Entscheidungstheorie und widersprechen somit früheren Berichten von statistisch-optimaler Integration. Da sensorische Informationen über alle Bedingungen hinweg übermäßig hoch gewichtet wurden, legt diese Studie nahe, dass das sensomotorische System zusätzlichen systematischen Urteilsverzerrungen unterliegt. KW - Bayesian decision theory KW - reward prediction error KW - sensorimotor control KW - prior-likelihood integration KW - dopamine KW - Belohnungserwartungsfehler KW - Belohnungsgrößen KW - Bayesianische Entscheidungstheorie KW - sensomotorische Integration KW - Dopamin Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-503507 ER - TY - GEN A1 - Dech, Silas A1 - Bittmann, Frank A1 - Schaefer, Laura T1 - Assessment of the Adaptive Force of Elbow Extensors in Healthy Subjects Quantified by a Novel Pneumatically Driven Measurement System with Considerations of Its Quality Criteria T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Adaptive Force (AF) reflects the capability of the neuromuscular system to adapt adequately to external forces with the intention of maintaining a position or motion. One specific approach to assessing AF is to measure force and limb position during a pneumatically applied increasing external force. Through this method, the highest (AFmax), the maximal isometric (AFisomax) and the maximal eccentric Adaptive Force (AFeccmax) can be determined. The main question of the study was whether the AFisomax is a specific and independent parameter of muscle function compared to other maximal forces. In 13 healthy subjects (9 male and 4 female), the maximal voluntary isometric contraction (pre- and post-MVIC), the three AF parameters and the MVIC with a prior concentric contraction (MVICpri-con) of the elbow extensors were measured 4 times on two days. Arithmetic mean (M) and maximal (Max) torques of all force types were analyzed. Regarding the reliability of the AF parameters between days, the mean changes were 0.31–1.98 Nm (0.61%–5.47%, p = 0.175–0.552), the standard errors of measurements (SEM) were 1.29–5.68 Nm (2.53%–15.70%) and the ICCs(3,1) = 0.896–0.996. M and Max of AFisomax, AFmax and pre-MVIC correlated highly (r = 0.85–0.98). The M and Max of AFisomax were significantly lower (6.12–14.93 Nm; p ≤ 0.001–0.009) and more variable between trials (coefficient of variation (CVs) ≥ 21.95%) compared to those of pre-MVIC and AFmax (CVs ≤ 5.4%). The results suggest the novel measuring procedure is suitable to reliably quantify the AF, whereby the presented measurement errors should be taken into consideration. The AFisomax seems to reflect its own strength capacity and should be detected separately. It is suggested its normalization to the MVIC or AFmax could serve as an indicator of a neuromuscular function. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 710 KW - adaptive force KW - neuromuscular functionality KW - sensorimotor control KW - isometric muscle action KW - eccentric muscle action KW - maximal voluntary contraction KW - adaptive holding capacity KW - reliability KW - validity Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-510950 SN - 1866-8364 IS - 710 ER -