Медицина
Технології
Медицина
Технології

Електронний ніс винюхав рак простати подібно до собак

Американські інженери розробили електронний ніс, що імітує собачий нюх, але у двісті разів чутливіший за нього. Досліди показали, що детекторна система за допомогою алгоритмів штучного інтелекту може ідентифікувати ознаки раку простати, аналізуючи хімічний та мікробний склад сечі пацієнтів подібно до собак. Про це написали науковці у журналі PLOS One.

nicolasdebraypointcom / Pixabay

nicolasdebraypointcom / Pixabay

Навіщо нам собачі електронні носи?

Для орієнтування у світі люди більшою мірою покладаються на свій зір, тож слух та, особливо, нюх у нас доволі нерозвинені, якщо порівнювати з іншими ссавцями. Мабуть, найвідомішими нюхачами є собаки, чия нюхова система здатна вловити одну частинку леткої речовини з трильйона. Це робить їхній нюх приблизно у 10-100 тисяч разів чутливішим за наш, і прикладом для наслідування при розробленні електронних носів. Раніше собаки демонстрували можливість навіть розпізнавати людські хвороби, як-от рак, винятково за запахом. Тому вчені з Массачусетського технологічного університету та кількох інших наукових закладів спробували створити електронний ніс із такою ж здатністю визначати хвороби, але ще точнішою.

Як вчені підішли до справи?

Розробники протягом останніх років працювали над створенням «собачого електронного носа». По суті, вони створили мініатюрну детекторну систему, яка містила рецептори ссавців, що слугували за сенсори. Інформацію з них можна обробляти в реальному часі навіть на смартфоні.

До останнього дослідження науковці залучили двох тренованих собак: одна з породи лабрадор, а інша — угорська вижла. Тваринам демонстрували 50 зразків сечі від пацієнтів із діагностованим агресивним раком простати та від здорових добровольців. Собаки розрізнили сечу від хворих та здорових людей з точністю близько 70 відсотків. Щоб зрозуміти, на що орієнтуються тварини, вчені проаналізували зразки сечі на мікробний склад та леткі речовини. Коли вони знайшли потенційні маркери раку, то натренували штучний інтелект виявляти їх подібно до собак.

Що вийшло в результаті?

Електронний собачий ніс зрештою впорався із завданням так само добре, як і собаки — приблизно зі 70-відсотковою точністю він зміг ідентифікувати хворобу. Однак автори кажуть, що їхня детекторна система приблизно у 200 разів чутливіша за собачий ніс, просто вона «на 100 відсотків тупіша» в інтерпретації вловлених молекул, що собаки роблять навіть без усвідомлення.

Насправді електронні носи вже давно обійшли за чутливістю собак, однак вченим уперше вдалося натренувати штучний інтелект імітувати собачий нюх. Надалі вони планують протестувати свій винахід на більшій кількості зразків. Автори планують розробити доступну технологію раннього виявлення захворювань та небезпечних газів, яка може бути вбудована у смартфони.

Раніше електронні носи також демонстрували здатність визначати свіжість м'яса та готовність смаженої курки.