Psy nauczą sztuczną inteligencję wykrywać raka?

Naukowcy przeprowadzili badanie, którego zadaniem było sprawdzenie, czy psy nauczą sztuczną inteligencję rozpoznawać raka. To na razie wstęp, ale wyniki są obiecujące i w przyszłości może się okazać, że maszyny będą dorównywać w tym zadaniu naszym czworonożnym przyjaciołom.

To, że psy są w stanie rozpoznawać choroby, wiadomo od dawna. Hodowle mają już nawet psy, które po odpowiednim szkoleniu potrafią wyczuć COVID-19. Jest ich niestety o wiele za mało, aby mogły zastąpić, lub choć odciążyć, laboratoria wykonujące testy. Naukowcy postanowili więc, że spróbują zaprząc do tego maszynę. Podstawowy problem to sposób, w jaki czworonogi rozpoznają pozytywne próbki.

Psy wyszkolone do rozpoznawania jednej odmiany raka w próbkach moczu potrafią wskazać również inne nowotwory. I to w sytuacji, w której analiza chemiczna wskazuje na bardzo niskie podobieństwo zapachów. „Psy nie znają listy związków chemicznych. Kierują się charakterem zapachu, co oznacza, że ​​w jakiś sposób odkrywają istotę raka. To mnie zadziwiło. Żadne narzędzie analityczne nie potrafi tego dokonać, ponieważ analizuje skład. Wiedzieć, z czego jest zrobione, to nie to samo, co wiedzieć, czym pachnie” – mówi Andreas Mershin, naukowiec z MIT, który jest pomysłodawcą projektu.

Skomplikowane psie decyzje

Stąd właśnie pomysł na zbadanie, czy psy nauczą sztuczną inteligencję rozpoznawać nowotwory. Mershin i jego koledzy starali się opracować SI, która potrafi naśladować psie decyzje. „Konkretne pytanie, na które próbujemy odpowiedzieć, brzmi: jakie są przeszkody i wyzwania związane z >>odłączeniem<< nosa od czworonoga i podłączeniem go do smartfona?”.

Do swoich badań naukowcy pozyskali mocz od 12 mężczyzn z potwierdzonym biopsją rakiem gruczołu krokowego o wysokiej złośliwości. Próbki kontrolne pochodziły od 38 mężczyzn, u których wyniki były ujemne. Naukowcy zebrali lotne związki, które składają się na zapach każdej próbki i przeanalizowali te substancje za pomocą chromatografii gazowej – spektrometrii mas (GC-MS). Okazało się, że ilość związków była podwyższona lub zmniejszona w różnych próbkach z nowotworem. Jednak wyróżniające je substancje były inne niż te zidentyfikowane wcześniej w innych badaniach. Mershin mówi, że ten pozorny brak spójnych biomarkerów nowotworu to właśnie problem diagnozowania chorób na podstawie określonych związków lub ich zestawów. Zamiast opierać swoje decyzje na konkretnych substancjach chemicznych, psy identyfikują coś, co jest „rakiem”.

Pierwszym krokiem w kierunku opracowania elektronicznych nosów o podobnych możliwościach było wykorzystanie diagnoz psów do wyszkolenia sztucznej inteligencji w celu oceny lotnych substancji chemicznych wykrywanych w moczu za pomocą GC-MS. Okazało się, że SI wskazywała pozytywne próbki z bardzo dużą dokładnością. Pozostaje więc przeprowadzić badanie na większej próbie, aby potwierdzić tezę, ale pierwszy krok naukowcy mają już za sobą. Zwłaszcza że sam „elektroniczny nos” już opatentowali.

Źródło: The Scientist