用鸽子诊断癌症

研究揭示了令人惊讶的视觉复杂性

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鸽子的训练环境包括一个食物颗粒分配器,一个投射医学图像的触摸屏,以及图像两侧的蓝色和黄色选择按钮。啄击这些按钮和屏幕会被自动记录下来。

图片来源: 爱荷华大学/瓦瑟曼实验室版权所有

巴西民间传统认为,如果你的哮喘发作,你可以考虑和一只鸟共进晚餐。

一些治疗师认为,特别地给白颈鸦喂食剩菜可以把疾病转移到毫无戒心的鸟类身上。如果这不起作用,烤过的黑秃鹫的粉状肝脏显然也有助于打开受限的气道。

鸟类和某些鸟类部分——它们的喙、羽毛、肝脏——在世界各地的传统疗法中都有应用,这些疗法可以追溯到美索不达米亚、古埃及和早期中国。事实证明,鸟类也可能在现代西方医学中发挥有益的作用。一项新的研究表明,普通的鸽子可以可靠地区分良性肿瘤和恶性肿瘤,并且这样做可以帮助研究人员开发更好的癌症筛查技术。


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诊断癌症与视觉有很大关系。病理学家研究活检样本,寻找癌细胞。放射科医生扫描X光片和核磁共振成像,寻找可能的恶性肿瘤。这项新研究的作者很好奇这些专家是如何获得识别图像中表示癌症的特征和品质的技能的。为了找出答案,他们求助于鸽子。尽管灵长类动物和鸽子在3亿多年前就没有共同的祖先了(它看起来像这样),但我们的视觉处理生物学与鸟类的非常相似。

在这项研究中,16只鸽子接受了检测癌症的训练,方法是将它们放在一个宽敞的房间里,在那里展示了可能患有乳腺癌的放大活检样本。正确地将生长物识别为良性或恶性,并通过在触摸屏上啄击两个答案按钮之一来获得美味的45毫克鸽子颗粒。一旦训练完成,鸽子的平均诊断准确率达到了惊人的85%。但是,当采用“群体采购”方法时,即使用所有受试者中最常见的答案时,群体准确率攀升至惊人的99%,这与病理学家的预期一致。鸽子还能够将它们的知识应用于新的图像,这表明这些发现不仅仅是死记硬背的结果。

图片来源:爱荷华大学/瓦瑟曼实验室

分析乳房X光片对鸟类来说更困难,尽管它们仍然证明自己是熟练的放射科医生。即使在面对新的图像时,它们也能以与病理图像相似的准确度识别出经常指示乳腺癌的微小钙化堆积。然而,尽管它们可以记住可能预示癌症的可疑组织密度,但当在之前未见过的乳房X光片上这样做时,它们却被难住了。

加州大学戴维斯分校病理学系教授、该研究的合著者理查德·M·莱文森博士说:“鸟类或许能够评估新的成像技术或处理和显示图像的方法的质量,而无需人类花费数小时或数天进行详细的比较来判断某些创新是否实际上比当前的方法更好或更差。”这样做可以避免招募和支付临床医生进行这些平凡的重复性任务的需要。

莱文森博士警告说,不要指望很快会出现鸽子医生:“我不认为鸽子,无论它们在病理学或放射学方面变得多么出色,都会在实际的患者护理中发挥作用——至少在可预见的未来是这样。至少在西方,存在太多的监管障碍。”但他确实认为,这些发现可能有助于为新兴的临床医生开发更有效的培训方法。

鸽子的视力不如鹰、隼和猎鹰等雄伟的猛禽那么敏锐——猛禽可以从1000英尺外发现田鼠的奔跑。但它们很容易饲养,而且至少有50年的研究证实,尽管它们的名声很普通——在寻找被乱扔的面包圈的乱窜的清道夫——鸽子的小鸟大脑里有很多东西,至少在视觉上是这样。正如作者指出的那样,鸽子可以学会识别字母表;识别物体,如猫、汽车和椅子;并区分莫奈和毕加索的画作。总的来说,它们可以学习和记住近2000张图像,甚至可以识别表示人类情感的面部表情。

莱文森推测,鸽子可以在各个领域为技术图像分析做出贡献,评估亮度、对比度和压缩等质量。“也许鸽子可以确定对图像进行x、y或z操作是否使看到感兴趣的目标更容易或更难,”他评论道,并暗示除了行医之外,这些鸟类还可以协助各种远程监视行动,无论是军事行动还是其他行动。与例如,癌症嗅探犬不同,鸽子可能还没有准备好进入诊所,但人们可以想象出多种利用它们图像分析才能的方法。

也许,考虑到它们对印象派的眼光,它们甚至可以在艺术修复中找到工作。

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Bret Stetka was a writer based in New York City and editorial director of Medscape Neurology (a subsidiary of WebMD). His work has appeared in Wired, NPR and the Atlantic. He graduated from the University of Virginia School of Medicine in 2005. Stetka died in 2022.

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