Obučeni psi mogu njuškanjem da otkriju rak i mnoge druge bolesti. Grupa naučnika traži način da napravi detektor koji može da analizira miris i otkrije prisustvo bolesti, baš kao što to uspjeva obučenim psima.
Brojne studije su dokazale da dresirani psi mogu da otkriju mnoge vrste bolesti – uključujući rak pluća, dojke, jajnika, bešike i prostate, čak i kovida-19 – jednostavno putem mirisa. U nekim slučajevima, prije svega raka prostate, psi su imali 99 odsto uspjeha u otkrivanju bolesti njuškajući uzorke urina pacijenata.
Ali za obuku takvih pasa je potrebno dosta vremena, a njihova dostupnost i potreba za brzinom u otkrivanju bolesti je veoma ograničeni. Zato su naučnici pokušali da koristeći ove sposobnosti pasa naprave kompaktan uređaj koji bi mogli da koriste u svakodnevnoj praksi.
Tim istraživača sa Tehničkog fakulteta u Masačusetsu, poznatog MIT-a, i drugih naučnih institucija osmislio je sistem koji može da otkrije hemijski i mikrobiološki sadržaj uzorka vazduha koji će da bude još osjetljiviji od psećeg njuha. Uređaj su povezali sa procesom mašinskog učenja kako bi identifikovali specifične karakteristike uzoraka koji nose bolest.
Otkrića do kojih su istraživači došli jednog dana bi mogla da dovedu do uređaja za otrivanje mirisa bolesti koji bi bio tako malih dimenzija da bi stao u mobilni telefon, objavljeno je u časpisu PLOS One u članku Kler Gest sa Medicinskog instituta za istraživanje pasa iz Velike Britanije, istraživača Andrasa Meršina sa MIT-a i još 18 naučnika sa Univerziteta „Džons Hopkins“, Fondacije za rak prostate i nekoliko drugih univerziteta i instituta.
Psi mogu da nanjuše rak u ranim fazama
„Psi su, za ovih, otprilike, 15 godina, pokazali da sa najvećim uspjehom i u najranijim fazama uspjevaju da detektuju bilo koju bolest koju smo testirali“, navodi Meršin. Njihov učinak je u nekim kontrolisanim testovima u pojedinim slučajevima nadmašio neke od trenutno najboljih laboratorijskih testova, dodaje istraživač. „Do sada su psi uspjeli da otkriju više različitih vrsta raka mnogo ranije nego bilo koja druga tehnologija“.
Što je još važnije, istraživači dugo nisu primjećivali da psi koji su obučeni da otkriju jednu vrstu raka, uspjevaju da otkriju i nekoliko drugih vrsta karcinoma – iako sličnosti uzoraka ljudima nisu bili očigledne.
Psi mogu da identifikuju „kancere koji nemaju nikakve zajedničke biomolekularne karakteristike“, objašnjava Meršin. Upotrebom moćnih analitičkih pomagala, uključujući i gasnu hromatografsku spektrografiju i mikrobiološko profilisanje, „ako analizirate uzorke, recimo, raka kože i bešike, raka dojke i raka pluća – bolesti za koje je dokazano da pas može da otkrije – oni nemaju ništa zajedničko“. I pored toga, psi nekako uspjevaju da izvuku zajedničku karakteristiku iz svih vrsta kancera kako bi otkrili ostale.
Sistem je osjetljiviji, ali „gluplji“
U posljednjim testovima koji su obavljeni, testirano je 50 uzoraka urina potvrđenih slučajeva raka prostate i kontrolni uzorci zdarvih osoba. Uzorke su ispitivala dva obučena psa i minijaturni sistem za detekciju. Zatim su rezultati ubačeni u program mašinskog učenja kako bi utvrdili sve sličnosti i razlike među uzorcima koji bi mogli da pomognu da sistem sa senzorima identifikuje bolest.
Vještači sistem je uspio da postigne isti rezultat kao psi, pri čemu su i psi i aparat imali uspješnost višu od 70 odsto.
Po Meršinovim riječima, minijaturni sistem je u stvari 200 puta osjetljiviji od psećeg njuha u pogledu mogućnosti da otkrije i identifikuje i najmanje tragove različitih molekula, što je potvrđnjeno u kontrolisanim testovima. Ali kada treba da istumači dobijene rezultate, onda je 100 odsto „gluplji“. Tu na scenu stupa mašinsko učenje kako bi uspjeli da pronađu neuhvatljive obrasce koje psi otkrivaju po mirisu, a ljudi ne uspjevaju da utvrde hemijskom analizom.
U pomoć priskače vještačka inteligencija
„Psi ne znaju hemiju“, kaže Meršin. „Kada nešto pomirišu njima se ne pojavljuju hemijske formule u glavi. Kada osjetite miris skuvane kafe, ne vidite listu hemijskih elemenata i njihovu koncentraciju, već imate integrisanu senzaciju. Taj osećaj karaktera mirisa je ono što psi imaju“.
Naučnici su znali da su senzori osjetljiviji od njuha pasa, ali je bio problem da se vještačka inteligencija obuči da donosi zaključke kao psi. Pošto je sada i to moguće, istraživači se nadaju da će ovo biti solidan okvir za dalja istraživanja kako bi se razvila nova tehnologija do nivoa pogodnog za kliničku upotrebu.
Meršin se nada da će biti u prilici da testiraju daleko veći skup uzoraka, možda i pet hiljada kako bi detaljnije odredili značajne pokazatelje bolesti.
Međutim, takva ispitivanja nisu jeftina, i za testiranje samo jednog uzorka potrebno je izdvojiti hiljadu dolara, no naučnici se nadaju da će uspjeti da iznesu svoj poduhvat do kraja.
