Psy są w stanie wykryć nowotwór u człowieka – naukowcy chcą opracować sztuczną inteligencję, która będzie naśladowała czworonogi
Justyna Piekara

Psy są w stanie wykryć nowotwór u człowieka – naukowcy chcą opracować sztuczną inteligencję, która będzie naśladowała czworonogi

Psy z powodzeniem pomagają wykrywać nowotwory już od lat 90. ubiegłego wieku. Naukowcy pracują nad systemem sztucznej inteligencji, który równie dobrze mógłby wykonać to zadanie. Czy w przyszłości nasze smartfony będą w stanie "wywąchać" raka?  

Rak prostaty – trudny do zdiagnozowania

Rak prostaty jest drugim najczęściej występującym nowotworem u mężczyzn. Szeroko stosowanym narzędziem do jego wykrywania jest badanie specyficznego antygenu PSA, ale test często nie pozwala wykryć choroby lub prowadzi do nieprawidłowych diagnoz. Naukowcy postanowili stworzyć bardziej skuteczne narzędzie.

Zainspirowany dokonaniami zwierząt, Andreas Mershin z MIT Center for Bits and Atoms i jego interdyscyplinarny zespół, wykorzystując sztuczną inteligencję, opracowują system diagnozowania, który będzie lepiej identyfikował chorobę.

Badacze uzyskali mocz od 12 mężczyzn z potwierdzonym biopsją rakiem gruczołu krokowego o wysokim stopniu złośliwości i 38 mężczyzn, którzy mieli negatywne wyniki badania. Wykonali też analizę gatunków drobnoustrojów naturalnie występujących w moczu pacjentów. Ta metoda ujawniła różnice między próbkami pozytywnymi i negatywnymi pod względem nowotworu. Zebrali także lotne związki, które składają się na zapach każdej próbki moczu i przeanalizowali te substancje chemiczne za pomocą chromatografii gazowej. Odkryli, że ilości kilku z nich w próbkach raka były niższe lub podwyższone. Zdaniem Mershina taki stan rzeczy – pozorny brak spójnych biomarkerów raka prostaty podkreśla problem diagnozowania chorób na podstawie specyficznych związków chemicznych.

Psy – diagności

Część próbek moczu została zdiagnozowana przez Florin i Midasa – dwa psy, które przeszły wcześniej odpowiednie szkolenie. Podczas każdego testu pies badał karuzelę zawierającą jedną próbkę z wynikiem dodatnim oraz trzy próbki z wynikiem ujemnym w kierunku raka prostaty. Po wąchaniu każdego pojemnika z moczem zwierzę dokonywało selekcji i miało za zadanie wskazać pozytywną próbkę.

Układ węchowy psów był w 71% skuteczny w wykrywaniu raka gruczołu krokowego. To umiarkowana dokładność, jednak taki efekt spowodowany był faktem, że ich szkolenie było ograniczone ze względu na niewielką liczbę dostępnych próbek moczu. Dodatkowy trening umiejętności zwierząt prawdopodobnie poprawiłyby efektywność testu.

Praca nad „nano nosami”

Udział zwierząt w procedurze diagnostycznej jest niepraktyczny w przypadku badań przesiewowych prowadzonych na dużą skalę, dlatego naukowcy postanowili zrealizować pomysł – opracować „nano nosy”. Ostatecznym celem zespołu jest stworzenie algorytmu maszynowego, który stałby się analogiem zwierzęcych receptorów węchowych.

Mershin nie kryje nadziei, że producenci urządzeń będą zainteresowani innowacja, nad którą pracuje. „[Smartfon] ma już gałkę oczną – aparat. Ma już ucho, które jest mikrofonem. Prawie zaczyna przypominać ludzką twarzą! Ten dodatkowy zmysł w smartfonie jest niezbędny” – mówi fizyk.

Innowatorzy wykorzystali psie diagnozy do wyszkolenia sztucznej inteligencji. Stworzono sieć neuronową (ANN) w celu oceny lotnych substancji chemicznych wykrywanych w moczu za pomocą spektrometrii masowej. 

Potrzeba dodatkowych badań

Eksperyment wypadł pomyślnie, ponieważ ANN wykryła próbki raka z dużą dokładnością, jednak ze względu na wykorzystanie niewielkiej liczby próbek, naukowcy twierdzą, że wyniki należy zweryfikować, przeprowadzić eksperyment ponownie i sprawdzić działanie mechanizmu maszynowego uczenia się na większej ilości danych.

Klasyfikacja Gleasona to system zalecany przez Światową Organizację Zdrowia do patomorfologicznej oceny stopnia złośliwości raka gruczołu krokowego.

W eksperymencie wykorzystano próbki od pacjentów w zaawansowanym stadium nowotworu. Wszystkim przyznano 9 w 10 stopniowej skali. Amanda Siegel, chemik analityczny i biofizyczny z Integrated Nanosystems Development Institute (INDI), sądzi, że wyniki badania to obiecujący pierwszy krok, ale ostatecznie trzeba będzie przyjrzeć się próbkom z niższymi wynikami w skali Gleasona, aby były bardziej praktyczne. 

  1. A. Jones, Dogs are teaching machines to sniff out cancer, “ thescientist.com” [online], https://www.the-scientist.com/news-opinion/dogs-are-teaching-machines-to-sniff-out-cancer-68469, [dostęp:] 08.03.2021.
  2. C. Guest, R. Harris, K. S. Swanos, Feasibility of integrating canine olfaction with chemical and microbial profiling of urine to detect lethal prostate cancer, „PLoS ONE” 2021, nr 16 (2), [online] https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245530, [dostęp:] 08.03.2021.
  3. T. Lewis, P. Patel, AI system can sniff out disease as well as dogs do, „scientificamerican.com” [online], https://www.scientificamerican.com/article/ai-system-can-sniff-out-disease-as-well-as-dogs-do/, [dostęp:] 08.03.2021.
  4. R. Reader, Scientists want your smartphone to sniff out cancer-just like a dog, „fastcompany.com” [online], https://www.fastcompany.com/90605161/smartphone-cancer-detector-dogs, [dostęp:] 08.03.2021.
  5. Learning from prostate cancer-detecting dogs to improve diagnostic tests, ”eurekalert.org” [online], https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021–02/p-lfp021021.php, [dostęp:] 08.03.2021.

Polecane dla Ciebie

Twoje sugestie

Dokładamy wszelkich starań, aby podane zdjęcie i opis oferowanych produktów były aktualne, w pełni prawidłowe oraz kompletne. Jeśli widzisz błąd, poinformuj nas o tym.

Zgłoś uwagi

Polecane artykuły

Porozmawiaj z farmaceutą
Infolinia: 800 110 110

Zadzwoń do nas jeśli potrzebujesz porady farmaceuty.
Jesteśmy dla Ciebie czynni całą dobę, 7 dni w tygodniu, bezpłatnie.

Pobierz aplikację mobilną Doz.pl

Zdarza Ci się ominąć dawkę leku?

Zainstaluj aplikację. Stwórz apteczkę. Przypomnimy Ci kiedy wziąć lek.

Dostępna w
Dlaczego DOZ.pl
Niższe koszta leczenia

Darmowa dostawa do Apteki
Bezpłatna Infolinia dla Pacjentów.

Bezpieczeństwo

Weryfikacja interakcji leków.
Encyklopedia leków i ziół

Wsparcie w leczeniu

Porady na czacie z Farmaceutą.
E-wizyta z lekarzem specjalistą.

Newsletter

Bądź na bieżąco z DOZ.pl

Ważne: Użytkowanie Witryny oznacza zgodę na wykorzystywanie plików cookie. Szczegółowe informacje w Regulaminie.

Zamnij