De neus weet het

Florin, een hond die ziektes snuffelt, heeft het meer dan 70% van de tijd bij het rechte eind. MEDISCHE DIAGNOSTISCHE HONDEN / NEIL POLLOCK

Honden die zijn getraind om bepaalde veelbetekenende geuren in de urine op te snuiven, behoren tot de beste kankerdetectoren die de wetenschap kent. Onderzoekers van het MIT en elders werken aan het dupliceren van hun opmerkelijke vaardigheden in technologie die, hoewel minder knuffelig, veel gemakkelijker op grote schaal zou kunnen worden gebruikt.

Al zo'n 15 jaar is aangetoond dat honden de vroegste, meest nauwkeurige ziektedetectoren zijn voor alles wat we ooit hebben geprobeerd, zegt MIT-onderzoeker Andreas Mershin, een co-auteur van een nieuw papier op dit werk. Tot nu toe zijn veel verschillende soorten kanker eerder door honden ontdekt dan welke andere technologie dan ook.

Honden hebben long-, blaas-, eierstok-, borst- en prostaatkanker ontdekt – en ze hebben zelfs covid-19 kunnen detecteren. Bovendien hebben sommige honden die zijn getraind om te reageren op monsters van patiënten met één type kanker, verschillende andere geïdentificeerd, zelfs wanneer de overeenkomsten tussen de monsters niet duidelijk waren voor mensen.

De afgelopen jaren hebben Mershin en het team gewerkt aan een geminiaturiseerd detectorsysteem met reukreceptoren van zoogdieren die zijn gestabiliseerd om als sensoren te fungeren en gegevens te produceren die in realtime kunnen worden verwerkt met de rekencapaciteit van een smartphone. Het systeem, zegt Mershin, is eigenlijk veel gevoeliger dan de neus van een hond in termen van het detecteren van de aanwezigheid van minuscule sporen van verschillende moleculen, maar in termen van het interpreteren van die moleculen is het 100% dommer. Dus gebruiken de onderzoekers machine learning om de ongrijpbare patronen te vinden die honden kunnen afleiden uit de geur, maar die mensen niet hebben kunnen begrijpen uit een chemische analyse.

Florin bezoekt Andreas Mershin in zijn kantoor aan het MIT.

MEDISCHE DIAGNOSTIEKE HONDEN

De honden kennen geen chemie, zegt Mershin. Ze zien geen lijst met moleculen in hun hoofd verschijnen. Als je een kopje koffie ruikt, zie je geen lijst met namen en concentraties - je voelt een geïntegreerde sensatie. Dat gevoel van geurkarakter is wat de honden kunnen mijnen.

In de laatste tests testte het team 50 urinemonsters van bevestigde gevallen van prostaatkanker en controles waarvan bekend is dat ze vrij zijn van de ziekte, en het machine-learningprogramma plaagde alle overeenkomsten en verschillen tussen de monsters die de sensorgebaseerde systeem de ziekte te identificeren. Zowel het kunstmatige systeem als de honden bereikten nauwkeurigheidspercentages van meer dan 70%.

We wisten dat de sensoren al beter zijn dan wat de honden kunnen doen in termen van detectielimiet, maar wat we nog niet eerder hebben laten zien, is dat we een kunstmatige intelligentie kunnen trainen om de honden na te bootsen, zegt hij. En nu hebben we laten zien dat we dit kunnen. We hebben aangetoond dat wat de hond doet tot op zekere hoogte kan worden nagebootst.

Hij stelt zich een dag voor waarop telefoons routinematig worden uitgerust met geurdetectoren die vroege tekenen van ziekte veel eerder kunnen detecteren dan normale schermen - en zelfs kunnen waarschuwen voor rook of een gaslek.

zich verstoppen