Personalizing motor learning

个性化运动学习

基本信息

  • 批准号:
    2216344
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 70.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-08-15 至 2025-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project aims to improve motor learning by customizing the practice schedule for each learner. The investigators propose a novel algorithm that will generate practice schedules. The schedules will depend on the learner’s unique attributes, data from other learners, and the possible limits on the total amount of training. Using an online motor learning task, the investigators will test the algorithm with adults across the lifespan recruited from the community. In future applications, the algorithm has the strong potential to improve learning in sports, technical training, and surgical technique training. This work is also relevant for treating motor symptoms in conditions such as stroke, spinal cord injury, traumatic brain injury, and Parkinson’s disease. The proposed research will provide educational opportunities for students from high school to Ph.D. across disciplines such as artificial intelligence, brain science, and psychology. The investigators propose a novel, theoretically sound, and self-improving algorithm to personalize motor adaptation training. The algorithm will select the daily dose and schedule of training that maximizes the long-term performance predicted by a dynamical model of motor memory, given the learner’s unique characteristics, data from other learners, and constraints on both total and daily doses of practice. The investigators will compare the predictive abilities of models with different memory time scales via cross-validation. The investigators will then pilot the training algorithm with college students (ages 18-30) who will learn an online motor adaptation task over 3 days, followed by a 1-month post-training retention test. Then, the investigators will test the efficacy of personalized learning by deploying the online task to the community. Sex, age, baseline movement variance, genetic factors (BDNF, APOE genes), time of day, and spatial memory covariates will be incorporated into the model to improve predictions. Because the algorithm is self-improving, the investigators will compare the performance in the 1-month post-training test of each new sub-group of 30 participants to that of the preceding sub-group. Furthermore, to test the efficacy of the adaptive schedule relative to a “one-size-fits-all” schedule, the investigators will compare the performance of the last group to that of an additional sub-group of matched participants (n=30) who will receive three days of equally-dosed practice.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
本项目旨在通过为每个学习者定制练习时间表来提高运动技能学习。研究人员提出了一种新的算法,将产生实践时间表。时间表将取决于学习者的独特属性、来自其他学习者的数据以及对培训总量的可能限制。使用在线运动学习任务,研究人员将在从社区招募的成年人中测试该算法。在未来的应用中,该算法具有很强的潜力,以提高学习的体育,技术培训和手术技术培训。这项工作也与治疗中风、脊髓损伤、脑外伤和帕金森病等疾病的运动症状有关。拟议的研究将为从高中到博士的学生提供教育机会。跨学科,如人工智能,脑科学和心理学。研究人员提出了一种新颖的、理论上合理的、自我改进的算法来个性化运动适应训练。该算法将选择训练的每日剂量和时间表,以最大限度地提高运动记忆动态模型预测的长期表现,考虑到学习者的独特特征,来自其他学习者的数据以及对总练习剂量和每日练习剂量的限制。研究人员将通过交叉验证比较具有不同记忆时间尺度的模型的预测能力。然后,研究人员将对大学生(18-30岁)进行培训,他们将在3天内学习在线运动适应任务,然后进行1个月的培训后保持测试。然后,研究人员将通过将在线任务部署到社区来测试个性化学习的功效。性别、年龄、基线运动方差、遗传因素(BDNF、APOE基因)、一天中的时间和空间记忆协变量将被纳入模型中,以改善预测。由于算法是自我改进的,研究人员将比较每个新的30名参与者的子组与前一个子组在1个月培训后测试中的表现。此外,为了测试自适应调度相对于“一刀切”调度的功效,研究者将最后一组的表现与另一组匹配的参与者(n=30)的表现进行比较,这些参与者将接受三天的同等-该奖项反映了NSF的法定使命,并被认为是值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Nicolas Schweighofer其他文献

Meta-learning on learning rate mediates saving to maximize reward in motor learning
学习率的元学习可以调节储蓄以最大化运动学习的奖励
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Taisei Sugiyama;Nicolas Schweighofer;& Jun Izawa
  • 通讯作者:
    & Jun Izawa
Optimizing learning rate by meta-learning to maximize reward in visuomotor learning
通过元学习优化学习率,以最大化视觉运动学习的奖励
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Taisei Sugiyama;Nicolas Schweighofer;& Jun Izawa
  • 通讯作者:
    & Jun Izawa
BCH-Accumulate符号のSum-Product復号
BCH-Accumulate 代码的 Sum-Product 解码
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Isao T. Tokuda;Hoang Huu;Nicolas Schweighofer;and Mitsuo Kawato;武田一樹,村松正吾;正本利行
  • 通讯作者:
    正本利行
Proceedings #15: Concurrent HD-tDCS/fMRI Study Exploring Changes in Motor Network Physiology and Complexity
  • DOI:
    10.1016/j.brs.2018.12.184
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Stephanie Lefebvre;Kay Jann;Allie Schmiesing;Kaori Ito;Mayank Jog;Nicolas Schweighofer;Danny JJ. Wang;Sook-Lei Liew
  • 通讯作者:
    Sook-Lei Liew
Correction to: Dissociating motor learning from recovery in exoskeleton training post-stroke
  • DOI:
    10.1186/s12984-018-0473-9
  • 发表时间:
    2018-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.200
  • 作者:
    Nicolas Schweighofer;Chunji Wang;Denis Mottet;Isabelle Laffont;Karima Bakhti;David J. Reinkensmeyer;Olivier Rémy-Néris
  • 通讯作者:
    Olivier Rémy-Néris

Nicolas Schweighofer的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Nicolas Schweighofer', 18)}}的其他基金

I-Corps: Semi-automated adaptive upper extremity training for individuals post-stroke
I-Corps:针对中风后个人的半自动适应性上肢训练
  • 批准号:
    1637025
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modeling memory to enhance motor learning
模拟记忆以增强运动学习
  • 批准号:
    1031899
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

基于再生运动神经路径优化Agrin作用促进损伤神经靶向投射的功能研究
  • 批准号:
    82371373
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PbIMC1g通过调控actin-myosin motor功能介导动合子滑行和侵袭的分子机制研究
  • 批准号:
    82372280
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
驱动蛋白KIF21A基因motor结构域突变影响眼球运动神经发育的分子机制研究
  • 批准号:
    82371085
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
MAP2的m6A甲基化在七氟烷引起SST神经元树突发育异常及精细运动损伤中的作用机制研究
  • 批准号:
    82371276
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
去泛素化酶USP21在纺锤体定向调控中的作用及分子机制
  • 批准号:
    32000481
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
神经细丝磷酸化调控慢向轴突运输及轴突形态的理论研究
  • 批准号:
    31601145
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SNX6介导的囊泡运输中retromer-motor运输复合体的组装及去组装的分子机制研究
  • 批准号:
    31471334
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    100.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Learning how we learn: linking inhibitory brain circuits to motor learning
了解我们如何学习:将抑制性大脑回路与运动学习联系起来
  • 批准号:
    DE240100201
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
Arlene George F32
阿琳·乔治 F32
  • 批准号:
    10722238
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
Development of a Novel EMG-Based Neural Interface for Control of Transradial Prostheses with Gripping Assistance
开发一种新型的基于肌电图的神经接口,用于通过抓取辅助控制经桡动脉假体
  • 批准号:
    10748341
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
The cognitive neuroscience of motor skill learning
运动技能学习的认知神经科学
  • 批准号:
    FT230100656
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
    ARC Future Fellowships
The everyday learning opportunities of young children with attention and motor difficulties: From understanding constraints to reshaping intervention
注意力和运动困难幼儿的日常学习机会:从理解限制到重塑干预
  • 批准号:
    MR/X032922/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
    Fellowship
Enhancing Condition Monitoring and Prognostics of Variable Speed Motor Drives Using Machine Learning and IoT Technologies
使用机器学习和物联网技术增强变速电机驱动器的状态监测和预测
  • 批准号:
    2910604
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
    Studentship
Mitochondrial Calcium and Neuronal Health
线粒体钙和神经元健康
  • 批准号:
    10638869
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
The significance of nominally non-responsive neural dynamics in auditory perception and behavior
名义上无反应的神经动力学在听觉感知和行为中的意义
  • 批准号:
    10677342
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
The Structure and Function of Ipsilateral Corticospinal Projections
同侧皮质脊髓投射的结构和功能
  • 批准号:
    10678301
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
Neuronal Control of Motor State Transitions
运动状态转换的神经元控制
  • 批准号:
    10677946
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70.7万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了