https://frosthead.com

Golobi lahko opazijo raka dojk na medicinskih slikah

Klicanje nekoga "ptičjega možganov" ni ravno kompliment. Toda nedavna raziskava kaže, da imajo naši prijatelji ptičarji veliko več pametnih, kot jim na splošno dajemo zasluge, zlasti golobe.

Sorodne vsebine

  • Velikanska jata golobov osvetli nočno nebo New Yorka
  • Mačke preveč obolijo za rakom dojk in veliko se ga lahko naučimo
  • Kako sta dva goloba pomagala znanstvenikom potrditi teorijo velikega poka

V laboratorijskih testih so običajne golobe naučili brati nekaj istih subtilnih znakov na rentgenskih žarkih in mikroskopskih diapozitivih, ki jih medicinski strokovnjaki iščejo za razlikovanje med zdravim in rakavim tkivom. Po nekaj več kot dveh tednih treninga so lahko golobi v 85 odstotkih postavili pravilno diagnozo, kar je presenetljiva raven natančnosti, ki tekmuje pri uspešnosti človeških patologov.

Medtem ko ne boste kmalu rezervirali sestanka z zdravnikom golobov, rezultati kažejo, da bi ptice lahko igrale vlogo pri ocenjevanju novih tehnik slikanja in ustvarjanju boljših tehnologij prikaza.

"Golobi morda ne bodo mogli pisati poezije, vendar so imeli milijone let, da so razvili sposobnosti, ki jih potrebujejo za krmarjenje po zelo zapletenem in nevarnem svetu, " je vodja študije Richard Levenson, profesor na oddelku za patologijo in laboratorij medicine na kalifornijski univerzi v Davisu. "Torej me ne preseneča, da lahko patologijo opravijo!"

Evolucijsko gledano so ptice razvile drobne možgane, da bi olajšale let: "Težke glave se ne dvignejo, " pravi soavtor Edward Wasserman, profesor psihologije in znanosti o možganih na univerzi Iowa.

Možgani goloba bi se namestili na konici kazalca, vendar Wasserman to imenuje "čudež miniaturizacije", napolnjen z ogromno količino vizualne inteligence, ki je v nekaterih pogledih boljše od naše. Golobi imajo na primer štiri do pet barvnih receptorjev v očesu, medtem ko imamo le tri. Kaže, da imajo tudi boljši periferni vid kot ljudje, pravi Wasserman.

Poleg tega ptice preživijo neskončne ure za skeniranje tal za majhna semena in žuželke, zato imajo eno najbolj naravoslovnih sposobnosti narave za analizo zapletenih vizualnih vzorcev in odkrivanje nepravilnosti.

Te lastnosti so Levensona in njegovo ekipo navdihnile pri preučevanju uspešnosti golobov pri ocenjevanju medicinskih posnetkov. Vadili so 16 ptic z digitaliziranimi slikami, odvzetimi z mamogramov in diapozitivov. Slike so bile prikazane na zaslonu na dotik, ob katerem so modri in rumeni izbirni gumbi. V enem preskusu je rumeni gumb označeval "benigne", modri gumb pa "maligno". Ko je golob pritisnil na gumb, ki ustreza pravilnemu odgovoru, je bil nagrajen s peleti, ki so bili dostavljeni na krožnik.

Nekateri testi so vključevali odkrivanje mikrokalcifikacij - kalcijevih usedlin, ki v nekaterih konfiguracijah lahko kažejo na raka dojke - na diapozitivih. Izziv odkrivanja teh vzorčastih belih madežev v zapletenem ozadju je podoben kot golobi, ki jih v svojih vizualno zaprtih okoljih že rutinsko počnejo.

Ptice so se naučile s poskusom in napakami brez verbalnih ali drugih namigov, pravi Wasserman. Na začetku so izbirali pravi gumb 50 odstotkov časa, kar bi človek pričakoval s čisto naključje. Do 15. dne pa so bili anketiranci na ptičji študiji 85 odstotkov pravilni pri ugotavljanju, ali so bili vzorci tkiv normalni ali rakavi. Po 25 dneh treninga so golobi dosegli skoraj 90-odstotno uspešnost, poroča ekipa ta teden v PLOS ONE .

Golobi lahko ta diagnostični podvig deloma opravijo tudi zato, ker imajo impresivne dolgoročne vizualne spomine in so sposobni priklicati več kot 1800 slik. Toda sam spomin ni dovolj - za diagnostične preiskave morajo biti tudi gledalci sposobni posploševati na podlagi tega, kar so videli v preteklosti, ko se soočajo s povsem novimi podobami. Ljudem lahko na primer pokažemo fotografije različnih vrst dreves in kljub različnim oblikam, barvam in velikostim jih lahko vseeno označimo kot "drevesa".

Golobi so sposobni tudi posploševati. Zgodnja študija Wassermana je pokazala, da jih je mogoče naučiti razvrščati fotografije v različne kategorije, kot so dojenček, steklenica, čevelj in drevo. In v študiji leta 2009 je psihologinja Shigeru Watanabe z univerze Keio na Japonskem usposobila golobe za razlikovanje Monetovih slik od slik Picassa.

"Ljudje pogosto verjamejo, da se je evolucija inteligence in višjih kognitivnih sposobnosti zgodila po eni sami liniji evolucije, in sicer sesalcev - zlasti primatov, velikih opic in na koncu človeka, " pravi Watanabe. Toda nedavne študije primerjalnega spoznavanja so pokazale, da se je inteligenca razvijala po številnih vejah drevesa življenja, pravi, dober primer pa je ta zelo razvita vizualna kognicija pri pticah.

"V tej trenutni študiji me je resnično navdušilo to, da so se golobi kljub svoji zapletenosti medicinske slike naučili razlikovati celo hitreje kot drugi dražljaji, kot so obrazi in fizični predmeti, " pravi Brett Gibson, izredni profesor psihologije na Univerzi v Novi Hampshire, ki je specializirano za spoznavanje živali.

Gibson predvideva, da bodo golobi na varnostnih skenerjih na letališčih lahko uporabljali pomoč pri odkrivanju sumljivih predmetov ali celo za identifikacijo obrazov znanih teroristov. "Obstaja veliko načinov, kako njihov akutni vidni sistem uporabiti za pomoč ljudem, " dodaja.

Levenson se strinja, vendar pravi, da golobi ne bodo zamenjali patologov in radiologov. Kot prvo, ptice niso dosegle domačih testov z določenimi vrstami prsi pri mamogramih, ki imajo vizualno zapletene poškodbe in jih je težko prebrati celo za človeške radiologe.

Tudi za naloge nižje stopnje, kjer se ptice ujemajo s človeškimi sposobnostmi, bi obstajale ogromne regulativne in pravne ovire, da bi jih dejansko uporabili pri diagnozi.

"Kaj bi FDA mislila o golobih?", Razmišlja Levenson. "Drhtam, da razmišljam." Namesto tega študijska skupina meni, da lahko ptice nadomestijo usposobljene medicinske tehnologe pri nekaterih dolgočasnih ropotah ocenjevanja izdelkov novih slikovnih sistemov, ki se nenehno razvijajo za izboljšanje natančnosti diagnoze raka.

Vmes pa ostaja bistvena skrivnost: Kako to storijo? "Golobi so vidni in intelektualni, s čimer bodo obvladali to nalogo, " pravi Wasserman. "Toda to ne pomeni, da je to, kako to počnejo, enako kot ljudje."

Golobi morda spremljajo povsem različne vizualne napotke, zato vedo, kaj točno vidijo in kako ocenjujejo, da bi informacije lahko pomagale ljudem ali celo računalnikom pri obvladovanju boljših načinov analize medicinskih slik. Wasserman bi rad preizkusil ptice z naprednimi kamerami, ki lahko spremljajo gibanje oči, in si ogledal njihovo zmogljivost ter preučil najnovejše orodje v diagnostični tehnologiji, 3D radiograme.

"Pred nami je nekaj izjemno razburljivih priložnosti, " je navdušen golobski strokovnjak.

Golobi lahko opazijo raka dojk na medicinskih slikah