سگ‌هایی که سرطان پروستات را تشخیص می‌دهند

سرطان پروستات، دومین علت مرگ ناشی از سرطان در مردان در سراسر جهان است. برای سرطان پروستات، به راهبرد تشخیصی حساس‌تر و اختصاصی‌تر از غربالگری آنتی‌ژن اختصاصی پروستات (PSA) نیاز است. 

تکیه بر بینی حساس سگ‌ها برای تشخیص سرطان

آزمایش‌های غربالگری رایجِ آنتی‌ژن اختصاصی پروستات (PSA) ممکن است سرطان پروستات تهاجمی را در مردان از دست بدهند یا در موارد کم‌خطر، سرطان را تهاجمی نشان دهند. پژوهش دربارهٔ آزمایش‌های جایگزین ادامه دارد. مطالعه‌ای نیز وجود دارد که نشان می‌دهد می‌توان سگ‌ها را برای تشخیص سرطان پروستات از نمونه‌های ادرار با نتایج بسیار دقیق آموزش داد. با این حال، غربالگری گستردهٔ سرطان با سگ‌ها عملی نخواهد بود.

Florin یک گردونهٔ حاوی نمونه‌های ادرار مردان مبتلا و غیرمبتلا به سرطان پروستات را بررسی می‌کند. با ایستادن و نگاه‌کردن به نمونه، نمونهٔ مثبت از نظر سرطان را مشخص می‌کند و برای انتخاب درست پاداش می‌گیرد.

ترکیب توانایی سگ‌ها با هوش مصنوعی

Guest و همکارانش برای آشکارکردن بینش‌های تازه‌ای که می‌توانند به توسعهٔ آزمایش‌های تشخیصی سرطان پروستات کمک کنند، به ترکیب روش‌های تشخیصی دیگری مانند هوش مصنوعی که امیدبخش هستند، با توانایی بویایی قوی سگ‌ها روی آوردند.

پژوهشگران دو سگ را برای تشخیص سرطان پروستات تهاجمی از نمونهٔ ادرار آموزش دادند. این سگ‌ها در تشخیص سرطان پروستات بسیار تهاجمی با امتیاز گلیسون برابر با 9، در فرایند شناسایی، حساسیت %71، یعنی توانایی شناسایی موارد واقعاً مثبت، و ویژگی %70 – 76، یعنی توانایی شناسایی درست موارد منفی، نشان دادند.

(A) سگ‌های شرکت‌کننده در آزمایش، Florin و Midas. (B) ظرف‌هایی که نمونه‌ها را در آن‌ها بو می‌کشیدند. (C) بازوهایی که ظرف‌های فلزی آزمایشِ حاوی نمونه‌ها روی آن‌ها قرار می‌گرفتند. (D) مقایسهٔ نمونه‌های شاهد با بیوپسی منفی و نمونه‌های سرطان در آزمایش دوسوکور.

گروه همچنین دو روش تشخیصی آزمایشگاهی را بر نمونه‌های ادرار به کار برد: کروماتوگرافی گازی–طیف‌سنجی جرمی (GC-MS) ترکیبات فرّار و تحلیل گونه‌های میکروبی که به‌طور طبیعی در ادرار وجود دارند. هر دو روش تفاوت‌های مهمی میان موارد سرطان‌منفی و سرطان‌مثبت آشکار کردند.

سرانجام، پژوهشگران برای شناسایی بخش‌های مشخصی از داده‌های طیف‌سنجی که سهم مهمی در تشخیص‌های سگ‌ها داشتند، یک شبکهٔ عصبی مصنوعی، نوعی کاربرد هوش مصنوعی، را اجرا کردند و از داده‌های سگ‌ها استفاده کردند. یافته‌ها نشان دادند که مطالعات بزرگ‌تر می‌توانند این روش‌های کاملاً متفاوت را بیشتر یکپارچه کنند تا تشخیص سرطان پروستات پیشرفته بهبود یابد و ابزارهای تشخیصی تازه‌ای توسعه یابند که توانایی بویایی سگ‌ها را بازآفرینی کنند.

توضیحی از یکی از نویسندگان مطالعه: «نشان دادیم که می‌توان عملکرد سگ را در قالب حسگرها و مغزها تقلید کرد؛ اکنون نوبت قراردادن این فناوری در هر تلفن هوشمند است.»