https://frosthead.com

Golubovi mogu primijetiti rak dojke na medicinskim slikama

Nazvati nekoga "pticama s motivom ptica" nije baš kompliment. No nedavna studija pokazuje da naši prijatelji avijati imaju puno više pametnosti nego što im općenito dajemo zasluge, posebno golubovima.

Povezani sadržaj

  • Divotno jato golubova rasvjetljava noćno nebo New Yorka
  • Mačke previše obolijevaju od raka dojke, a puno toga možemo naučiti
  • Kako su dva goluba pomogla znanstvenicima da potvrde teoriju velikog praska

U laboratorijskim testovima, uobičajeni golubovi bili su naučeni čitati neke iste suptilne znakove na rendgenu i mikroskopskim dijapozitivima koje medicinski profesionalci traže da bi razlikovali zdravo i kancerozno tkivo. Nakon nešto više od dva tjedna treninga, golubovi su mogli postaviti točnu dijagnozu u 85 posto vremena, začuđujuću razinu točnosti koja je suparnička performansama ljudskih patologa.

Iako uskoro nećete rezervirati sastanak s liječnikom golubom, rezultati sugeriraju da bi ptice mogle igrati ulogu u procjeni novih tehnika medicinskog snimanja i stvaranju boljih tehnologija prikazivanja.

„Golubovi možda neće moći pisati poeziju, ali imali su milijune godina da razviju sposobnosti koje su im potrebne da bi mogli plutati po vrlo kompliciranom i opasnom svijetu“, tvrdi voditelj studije Richard Levenson, profesor na odjelu za patologiju i laboratoriju medicine na Sveučilištu Kalifornija u Davisu. "Dakle, ne čudi me što mogu učiniti patologiju!"

Evolucijski gledano, ptice su razvile sitne mozgove kako bi olakšale let: "Teške glave ne dižu se", kaže koautor Edward Wasserman, profesor psihologije i znanosti o mozgu na Sveučilištu Iowa.

Mozak goluba mogao bi stati na vrh kažiprsta, ali Wasserman to naziva "čudom minijaturizacije" prepunom ogromne količine vizualne inteligencije koja je u nekim aspektima superiorna našoj. Golubovi, na primjer, imaju četiri do pet receptora za boju u oku, dok mi imamo samo tri. Čini se da također imaju bolji periferni vid od ljudi, kaže Wasserman.

Štoviše, ptice provode beskrajne sate skenirajući tlo za sitno sjeme i insekte, pa imaju jednu od prirodno iscrpljenih sposobnosti za analizu složenih vizualnih obrazaca i otkrivanje anomalija.

Ove su osobine nadahnule Levensona i njegov tim da ispitaju kako golubovi djeluju pri procjeni medicinskih slika. Osposobljavali su 16 ptica koristeći digitalizirane slike uzete s mamograma i dijapozitiva. Slike su prikazane na ekranu osjetljivom na dodir obrubljenom plavim i žutim „tipkama izbora“. U jednom pokusu, žuto dugme je označavalo „benigne“, a plavo „zloćudno“. Kada je golub zakucao gumb koji odgovara ispravnom odgovoru, to je bio nagrađen peletom dostavljenim na jelo.

Neki od testova uključivali su pronalazak mikro-kalcifikacija - kalcijevih naslaga koje u određenim konfiguracijama mogu ukazivati ​​na karcinom dojke - na mamografskim dijapozitivima. Izazov otkrivanja tih uzorka bijelih mrlja na složenoj pozadini sličan je onim golubovima koji već rutinski rade u svojim vizualno zatrpanim sredinama.

Ptice su naučile putem pokušaja i pogreške bez verbalnih ili drugih znakova, kaže Wasserman. U početku su birali pravi gumb 50 posto vremena, što bi očekivali čistom slučajnošću. Do 15. dana, međutim, ispitanici s ptičjim ispitivanjima bili su 85 posto točni u određivanju jesu li uzorci tkiva normalni ili kancerozni. Nakon 25 dana treninga, golubovi su postigli uspjeh od gotovo 90 posto, objavio je ovaj tjedan tim u PLOS ONE .

Golubovi mogu ovaj dijelom dijagnosticirati dijelom jer posjeduju impresivna dugoročna vizualna sjećanja i mogu se prisjetiti više od 1800 slika. Ali samo pamćenje nije dovoljno - za dijagnostičke testove gledatelji također trebaju biti u mogućnosti generalizirati na temelju onoga što su vidjeli u prošlosti kad su suočeni s potpuno novim slikama. Na primjer, ljudima se mogu prikazati fotografije različitih vrsta drveća, i unatoč različitim oblicima, bojama i veličinama, još uvijek ih možemo označiti kao „stabla“.

Golubovi su također sposobni generalizirati. Ranija studija Wassermana pokazala je da ih se može naučiti sortirati fotografije u različite kategorije poput beba, bočica, cipela i stabala. A u studiji iz 2009. godine, psiholog Shigeru Watanabe sa sveučilišta Keio u Japanu trenirao je golubove da razlikuju Monetove slike od Picassovih.

"Ljudi često vjeruju da se evolucija inteligencije i veće kognitivne sposobnosti odvijala duž jedne linije evolucije, točnije sisavaca - posebno primata, velikih majmuna i na kraju ljudi", kaže Watanabe. No, nedavne studije komparativne spoznaje otkrile su da se inteligencija razvija duž mnogih različitih grana stabla života, kaže, i dobar primjer je ova visoko razvijena vizualna spoznaja kod ptica.

„Ono što me zaista pogodilo u ovoj trenutnoj studiji je da su, unatoč njihovoj složenosti, golubovi naučili diskriminirati medicinske slike čak brže od ostalih podražaja, poput lica i fizičkih predmeta“, kaže Brett Gibson, izvanredni profesor psihologije na Sveučilištu New Hampshire koji se specijalizirao za spoznaju životinja.

Gibson predviđa vrijeme kada se golubovi mogu koristiti sa sigurnosnim skenerima u zračnim lukama kako bi pomogli uočiti sumnjive predmete ili čak identificirali lica poznatih terorista. "Postoji puno načina kako se njihov akutni vidni sustav može koristiti kako bi se pomoglo ljudima", dodaje.

Levenson se slaže, ali kaže da golubovi neće zamijeniti patologe i radiologe. Kao prvo, ptice nisu pogodile kućne pokrete s određenim tipovima dojki u mamografima koji imaju vizualno složene lezije i vrlo ih je teško pročitati čak i kod ljudskih radiologa.

Čak i za zadnje zadatke u kojima su ptice bile u skladu s ljudskim sposobnostima, postojale bi ogromne regulatorne i zakonske prepreke za njihovo stvarno korištenje u dijagnostici.

"Što bi FDA mislila o golubima?", Razmišlja Levenson. "Trgnem se od razmišljanja." Umjesto toga, istraživački tim smatra da ptice mogu zamijeniti obučene medicinske tehnologe u nekim zamornim gunđanjem rada na procjeni proizvoda novih sustava za obradu slika, koji se neprestano razvijaju kako bi poboljšali točnost dijagnoze raka.

U međuvremenu, ipak ostaje bitna misterija: Kako oni to rade? "Golubovi imaju vizualno i intelektualno što mogu ovladati tim zadatkom", kaže Wasserman. "Ali to ne znači da je način na koji to rade isto kao i ljudi."

Golubovi mogu pratiti potpuno različite vizualne znakove, tako da znaju što točno gledaju i kako ocjenjuju da bi informacije mogle pomoći ljudima ili čak računalima da savladaju bolje načine analize medicinskih slika. Wasserman bi zatim želio testirati ptice naprednim kamerama koje mogu pratiti pokrete njihovih očiju i pogledati njihove performanse ispitujući najnovije alate u dijagnostičkoj tehnologiji, 3D radiograme.

"Pred nama su neke izuzetno uzbudljive prilike", odustaje stručnjak za golubove.

Golubovi mogu primijetiti rak dojke na medicinskim slikama