Голуби успешно различают раковые и здоровые ткани молочной железы
Исследование Университета Айовы и Калифорнийского университета в Дэвисе показало, что голуби, пройдя обучение с пищевым подкреплением, могут так же хорошо, как и люди, классифицировать оцифрованные гистологические срезы и маммограммы доброкачественных и злокачественных тканей молочной железы.
Ключевые результаты
Точность на гистологических срезах: После обучения голуби смогли обобщить знания и правильно идентифицировать новые, ранее не виденные срезы. Их точность достигала 85% после 13–15 дней тренировки. При совместном анализе изображений группой из четырёх птиц («flock-sourcing») точность на несжатых изображениях достигала 99%.
Влияние параметров изображения: Точность, как и у людей, умеренно снижалась при отсутствии цвета и при разной степени сжатия изображений.
Работа с маммограммами:
- Микрокальцинаты: Голуби научились правильно идентифицировать микрокальцинаты, связанные с раком. Точность на тренировочных изображениях составила в среднем 84%, на новых — 72%, что сопоставимо с результатами врачей-рентгенологов.
- Образования (массы): С классификацией злокачественности образований на маммограммах (без микрокальцинатов) у голубей возникли трудности. После многих недель тренировки они не смогли правильно анализировать новые изображения, показывая результат на уровне случайного угадывания. Это отражает сложность задачи даже для опытных радиологов, точность которых в данном исследовании составила около 80%.
Методология и значение
Обучение проводилось методом оперантного обусловливания, где правильный выбор поощрялся пищей. Птицы тренировались на изображениях разного увеличения (4X, 10X, 20X), в цвете и монохроме.
«Эти результаты устанавливают глубокую связь между людьми и нашими животными родственниками. Даже такие далёкие родственники, как люди и голуби, способны воспринимать и категоризировать сложные визуальные паттерны на медицинских изображениях», — отметил соавтор исследования Эдвард Вассерман.
По словам патолога Ричарда Левенсона, чувствительность голубей к диагностически значимым особенностям изображений позволяет рассматривать их как потенциальных помощников в исследованиях. Они могут предоставлять надёжную обратную связь при разработке и валидации новых технологий обработки медицинских изображений, что обычно требует привлечения клиницистов для рутинных задач.
Исследование опубликовано в журнале PLOS ONE.