https://frosthead.com

Merpati Boleh Menentukan Kanser Payudara dalam Imej Perubatan

Memanggil seseorang "burung kecil" tidak betul-betul pujian. Tetapi kajian baru-baru ini menunjukkan bahawa kawan-kawan burung kita lebih pintar daripada kita pada umumnya memberi mereka kredit untuk-terutama merpati.

Kandungan Terkait

  • Raksasa Merpati Giant Merupakan Lampu Malam Malam New York
  • Kucing Dapatkan Kanser Payudara Terlalu, dan Ada Banyak Kita Boleh Belajar Dari Ini
  • Bagaimana Dua Pigeon Membantu Para Ahli Saintifik Mengesahkan Teori Big Bang

Dalam ujian makmal, merpati biasa diajar untuk membaca beberapa isyarat halus yang sama dalam x-ray dan slaid mikroskop yang profesional perubatan mencari untuk membezakan antara tisu yang sihat dan kanser. Selepas lebih dari dua minggu latihan, merpati boleh membuat diagnosis yang betul 85 peratus masa, tahap ketepatan yang menakjubkan yang menyaingi prestasi ahli patologi manusia.

Walaupun anda tidak akan membuat tempahan temujanji dengan doktor merpati pada bila-bila masa tidak lama lagi, keputusan menunjukkan bahawa burung boleh memainkan peranan dalam menilai teknik pengimejan perubatan baharu dan mewujudkan teknologi paparan yang lebih baik.

"Merpati mungkin tidak dapat menulis puisi, tetapi mereka telah berjuta-juta tahun untuk membangunkan kebolehan yang mereka perlukan untuk menavigasi dunia yang sangat rumit dan berbahaya, " kata pemimpin penyelidikan Richard Levenson, seorang profesor di jabatan patologi dan makmal perubatan di University of California, Davis. "Jadi tidak mengejutkan saya bahawa mereka boleh melakukan patologi!"

Secara evolusioner, burung berkembang otak kecil untuk memudahkan penerbangan: "Kepala berat tidak mengangkat, " kata pengarang bersama Edward Wasserman, seorang profesor psikologi dan sains otak di University of Iowa.

Otak merpati itu akan sesuai dengan hujung jari telunjuk, tetapi Wasserman menyebutnya "kehebatan pengintegrasian" yang penuh dengan kecerdasan visual luar biasa yang dalam beberapa aspek lebih unggul daripada kita sendiri. Merpati, sebagai contoh, mempunyai empat hingga lima reseptor warna di mata, sedangkan kita hanya mempunyai tiga. Mereka juga kelihatan mempunyai visi periferi yang lebih baik daripada manusia, kata Wasserman.

Lebih-lebih lagi, burung menghabiskan waktu yang tidak berkesudahan mengimbas tanah untuk biji dan serangga kecil, sehingga mereka mempunyai kemampuan kebolehan yang paling halus untuk menganalisis corak visual yang kompleks dan mengesan anomali.

Ciri-ciri ini mengilhamkan Levenson dan pasukannya untuk mengkaji bagaimana merpati melakukan dengan baik apabila menilai imejan perubatan. Mereka melatih 16 burung menggunakan imej digital yang diambil dari mammogram dan slaid biopsi. Imej-imej itu dipaparkan pada skrin sentuh yang diapit dengan "butang pilihan" berwarna biru dan kuning. Dalam satu percubaan, butang kuning menandakan "jinak" dan butang biru "ganas." Apabila merpati memukul butang sepadan dengan jawapan yang betul, telah diberi ganjaran dengan pelet yang disampaikan kepada hidangan.

Beberapa ujian yang terlibat menemui deposit kalsium mikro-kalsium yang, dalam konfigurasi tertentu, mungkin menunjukkan kanser payudara-dalam slaid mammogram. Cabaran untuk mengesan spesimen putih bercorak ini terhadap latar belakang yang kompleks adalah sama dengan apa yang merpati sudah dilakukan secara rutin dalam persekitaran mereka yang berantakan.

Burung-burung belajar melalui percubaan dan kesilapan tanpa isyarat lisan atau lain-lain, kata Wasserman. Pada permulaannya, mereka memilih butang yang betul 50 peratus masa, yang mana yang diharapkan oleh peluang tulen. Walau bagaimanapun pada hari ke 15, subjek kajian burung adalah 85 peratus betul dalam menentukan sama ada sampel tisu adalah normal atau kanser. Selepas latihan selama 25 hari, merpati mencapai hampir 90 peratus kadar kejayaan, pasukan melaporkan minggu ini dalam PLOS ONE .

Merpati boleh mencapai prestasi diagnostik ini sebahagiannya kerana mereka mempunyai kenangan visual jangka panjang yang mengesankan, dapat mengingat lebih daripada 1, 800 imej. Tetapi ingatan sahaja tidak mencukupi-untuk ujian diagnostik, penonton juga perlu dapat umum berdasarkan apa yang mereka lihat pada masa lalu apabila berhadapan dengan imej yang benar-benar baru. Sebagai contoh, manusia boleh menunjukkan gambar pelbagai jenis pokok, dan walaupun bentuk, warna dan saiz mereka berbeza-beza, kita masih boleh melabelkan mereka semua sebagai "pokok."

Merpati juga mampu menyamaratakan. Kajian awal oleh Wasserman menunjukkan bahawa mereka boleh diajar untuk mengisih gambar ke dalam kategori yang berbeza seperti bayi, botol, kasut dan pokok. Dan pada tahun 2009, psikolog Shigeru Watanabe dari Universiti Keio di Jepun merpati melatih untuk membezakan lukisan oleh Monet dari mereka oleh Picasso.

"Orang sering percaya bahawa evolusi kecerdasan dan keupayaan kognitif yang lebih tinggi berlaku sepanjang satu garis evolusi, iaitu mamalia-primata tertentu, kera yang hebat dan akhirnya manusia, " kata Watanabe. Tetapi kajian baru-baru ini tentang kognitif perbandingan telah mendedahkan bahawa kecerdasan telah berkembang bersama pelbagai cawangan pokok kehidupan, katanya, dan contoh yang baik adalah kognisi visual yang sangat maju pada burung.

"Apa yang benar-benar menimpa saya mengenai kajian semasa ini adalah walaupun kerumitan mereka, merpati belajar membezakan imej perubatan lebih cepat daripada rangsangan lain, seperti muka dan objek fizikal, " kata Brett Gibson, profesor psikologi bersekutu di University of New Hampshire yang pakar dalam kognisi haiwan.

Gibson meramalkan masa ketika merpati boleh digunakan dengan pengimbas keselamatan di lapangan terbang untuk membantu melihat perkara yang mencurigakan, atau bahkan untuk mengenal pasti wajah-wajah pengganas yang dikenali. "Ada banyak cara sistem visual akut mereka dapat digunakan untuk membantu manusia, " tambahnya.

Levenson bersetuju, tetapi dia mengatakan bahawa merpati tidak akan menggantikan ahli patologi dan ahli radiologi. Untuk satu perkara, burung tidak menyerang rumah dengan jenis payudara tertentu dalam mamogram yang mempunyai lesi visual yang kompleks dan sangat sukar untuk dibaca walaupun untuk ahli radiologi manusia.

Dan walaupun untuk tugas-tugas peringkat rendah di mana burung-burung itu memenuhi kebolehan manusia, akan ada rintangan peraturan dan undang-undang yang besar untuk benar-benar menggunakannya dalam diagnosis.

"Apa yang FDA berfikir tentang merpati?" Levenson muses. "Saya rasa bersemangat untuk berfikir." Sebaliknya, pasukan kajian berfikir bahawa burung boleh menggantikan teknologi perubatan terlatih dalam beberapa kerja yang membosankan untuk menilai produk sistem pencitraan baru, yang sentiasa dibangunkan untuk meningkatkan ketepatan diagnosis kanser.

Sementara itu, misteri penting tetap: Bagaimana mereka melakukannya? "Merpati mempunyai visual dan intelektual untuk menguasai tugas ini, " kata Wasserman. "Tetapi itu bukan untuk mengatakan bahawa bagaimana mereka melakukannya adalah sama dengan cara orang melakukannya."

Merpati mungkin mengesan petunjuk visual yang berbeza, jadi mengetahui apa sebenarnya yang mereka lihat dan bagaimana mereka menilai maklumat itu mungkin membantu manusia atau bahkan komputer menguasai cara yang lebih baik untuk menganalisis imej medis. Wasserman seterusnya ingin menguji burung dengan kamera canggih yang dapat mengesan pergerakan mata mereka, dan melihat prestasi mereka memeriksa alat terbaru dalam teknologi diagnostik, radiografi 3D.

"Kami mempunyai beberapa peluang yang sangat menarik di hadapan, " kata pakar merpati.

Merpati Boleh Menentukan Kanser Payudara dalam Imej Perubatan