引言 人类婴儿习得语言非常容易。这一技能可能很早就开始了,甚至可能在出生前就已开始(1-5),因为听觉在妊娠 24-28 周时就已开始发挥作用(6)。宫内环境充当低通滤波器,衰减 600Hz 以上的频率(2,7)。因此,在经过低通滤波的产前语音信号中,单个语音会被抑制,但韵律,即语音的旋律和节奏,则会保留下来。胎儿已从这种产前经验中学习(5,8):新生儿更喜欢母亲的声音,而不是其他女性的声音(1),并且更喜欢母亲在怀孕期间所说的语言,而不是其他语言(3)。出生后,婴儿开始接触全波段语音信号,到出生后第一年末(9-13 岁)他们就会对母语声音模式的细节感到熟悉。然而,哪些神经机制使发育中的大脑能够从语言经验中学习,这一点仍不清楚。在此,我们要问,语音刺激是否会诱发能够支持新生儿大脑学习的动态变化,以及这种调节是否特定于产前听到的语言。我们使用脑电图 (EEG) 在 10 个额叶、颞叶和中央电极部位测量了产前接触法语的新生儿(n = 49,年龄:2.39 天;范围为 1 至 5 天;19 名女孩)的神经活动,当时婴儿正在医院的摇篮里休息(图 1,A 和 B)。我们首先测量了 3 分钟的静息状态活动(沉默 1)。然后,让婴儿听三种不同语言的讲话——法语、西班牙语和英语,每段 7 分钟。最后,再次测量静息状态活动 3 分钟(沉默 2;图 1C)。语言的顺序是伪随机的,并在参与者之间保持平衡,因此 17 名婴儿听到法语,18 名婴儿听到英语,14 名婴儿听到西班牙语作为沉默 2 之前的最后一段。除了产前听到的法语之外,我们还选择了西班牙语和英语作为不熟悉的语言来测试产前经验的影响。西班牙语在节奏上与法语相似,而英语则不同(14)。从行为上讲,新生儿可以区分节奏不同的语言,即使
医疗组织具有大量敏感数据,传统技术的存储容量和计算资源有限。由于与患者隐私相关的公司法规,共享机器学习的医疗数据的前景更加艰巨。对医疗保健数据的确定性,完整性和可用性的良好保护已成为古典数据安全考虑之外的主要关注点。近年来,联邦学习为加速分布式机器学习的解决方案解决了与数据隐私和治理有关的问题。目前,量子计算和机器学习的融合已经引起了学术机构和研究社区的注意。量子计算机表明,通过在几个量子节点上的有效分布培训为医疗保健部门带来巨大的好处。这项工作的最终目标是开发一个量子联合学习框架(QFL),以应对医疗和医疗成像任务的医疗保健和临床行业的优化,安全和隐私挑战。在这项工作中,我们提出了联合量子卷积神经网络(QCNN),并在边缘设备上进行了分布式培训。为了证明拟议的QFL框架的可行性,我们在医疗数据集(肺炎MNIST和CT-Kidney疾病分析)上进行了广泛的实验,这些实验是非独立和非独立地分区的医疗机构/客户/客户/客户的。通过大规模模拟对拟议的量子联合学习框架进行了验证和评估。量子联盟全球模型保持了高分类测试的准确性和义务的能力,并且无论医疗数据如何在客户之间分配如何不平衡,都超过了本地培训客户。与本地客户相比,全球模型在接收器操作特征曲线(Auc-Roc)(0.953)和全类平均(0.98)方面取得了最佳性能,以预测肺炎和CT-Kidney数据集的结果。此外,提出了客户选择机制,以减少每个通信的计算开销,从而有效地提高了收敛速度。基于我们来自数值模拟的结果,分布式和安全的量子机学习算法的部署用于启用可扩展和隐私的智能医疗保健应用程序将非常有价值。
糖尿病是一种严重的慢性疾病,当胰腺无法产生足够的胰岛素或人体无法有效利用其产生的胰岛素时就会引发糖尿病 [ 1 ]。2 型糖尿病 (T2DM) 是最常见的糖尿病类型,影响着全球 90% 以上的糖尿病患者 [ 2 ]。截至 2021 年,全球各年龄段共有 5.29 亿人患有糖尿病,全球年龄标准化患病率为 6.1%。中低收入国家的糖尿病负担增加最快 [ 3 ]。埃塞俄比亚的糖尿病患病率显著上升,总体患病率为 6.5% [ 4 ]。众所周知,糖尿病是导致早期死亡和残疾的重要因素,因为它会引起一系列微血管和大血管并发症。 2 型糖尿病患者血糖控制不佳会增加并发症的风险,而保持有效的血糖控制则有助于降低心血管疾病、神经病变、肾病和视网膜病变等并发症的风险[5,6]。2 型糖尿病可通过改变生活方式来预防,如保持健康体重、规律体育锻炼和均衡饮食[7]。尽管用于控制糖尿病的药物种类越来越多,包括具有各种作用机制的新型药物,但实现和维持最佳血糖控制对许多患者来说仍然是一项重大挑战。造成这一挑战的因素包括个体对药物反应的差异、对治疗方案的依从性、饮食和运动等生活方式因素、以及持续监测和调整治疗的需要。因此,虽然药物的进步提供了更多的选择,但包括患者教育、定期随访和个性化治疗计划在内的综合方法对于克服这些挑战和实现更好的糖尿病管理长期结果至关重要[8-10]。糖尿病教育在有效管理疾病方面起着至关重要的作用。通过提高患者对自身病情的了解并增强自我护理实践,糖尿病教育有助于实现最佳血糖控制。这反过来又会减少糖尿病相关并发症,改善患者的整体健康状况和生活质量。人们强调,解决外部因素,特别是糖尿病的社会决定因素,对于实现糖尿病结果的可持续改善至关重要[11-15]。先前的研究探讨了患者的糖尿病知识水平及其对血糖控制的影响[16-20]。研究表明,患者的糖尿病知识通常很低。这些研究强调,许多糖尿病患者缺乏对这种疾病的全面了解,包括其管理和潜在并发症[18,20-26]。让患者参与制定治疗计划可提高依从性。因此,掌握糖尿病的基本知识对于患者有效参与决策和治疗至关重要。