Eu descobri que Mouse Keys estava sendo reativado sempre que eu usava um comando xset. No meu caso, foi "xset led on" para ligar a luz de fundo do meu teclado.
Consegui encontrar alguns scripts nas respostas em pergunta. A maior parte do script é desnecessária, então tudo se resume a adicionar o seguinte comando aos seus aplicativos de inicialização para controlar as teclas do mouse:
gsettings set org.gnome.desktop.a11y.keyboard mousekeys-enable false
No entanto, mesmo no terminal, parece que preciso ativá-lo primeiro e desativá-lo. Eu criei o seguinte script de inicialização para resolver o problema:
xset led on
gsettings set org.gnome.desktop.a11y.keyboard mousekeys-enable true
gsettings set org.gnome.desktop.a11y.keyboard mousekeys-enable false
Se eu precisar desconectar e reconectar meu teclado, também preciso ativar a luz de fundo manualmente. A execução desse script definirá o teclado novamente sem que as teclas do mouse interfiram.