用鴿子診斷癌症

研究揭示了令人驚訝的視覺複雜性

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鴿子的訓練環境包括一個食物顆粒分配器,一個投射醫學影像的觸控式螢幕,以及影像兩側的藍色和黃色選擇按鈕。啄擊這些按鈕和螢幕會被自動記錄下來。

圖片來源: 愛荷華大學/瓦瑟曼實驗室版權所有

巴西民間傳統認為,如果你的哮喘發作,你可以考慮和一隻鳥共進晚餐。

一些治療師認為,特別地給白頸鴉餵食剩菜可以把疾病轉移到毫無戒心的鳥類身上。如果這不起作用,烤過的黑禿鷲的粉狀肝臟顯然也有助於開啟受限的氣道。

鳥類和某些鳥類部分——它們的喙、羽毛、肝臟——在世界各地的傳統療法中都有應用,這些療法可以追溯到美索不達米亞、古埃及和早期中國。事實證明,鳥類也可能在現代西方醫學中發揮有益的作用。一項新的研究表明,普通的鴿子可以可靠地區分良性腫瘤和惡性腫瘤,並且這樣做可以幫助研究人員開發更好的癌症篩查技術。


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診斷癌症與視覺有很大關係。病理學家研究活檢樣本,尋找癌細胞。放射科醫生掃描X光片和核磁共振成像,尋找可能的惡性腫瘤。這項新研究的作者很好奇這些專家是如何獲得識別影像中表示癌症的特徵和品質的技能的。為了找出答案,他們求助於鴿子。儘管靈長類動物和鴿子在3億多年前就沒有共同的祖先了(它看起來像這樣),但我們的視覺處理生物學與鳥類的非常相似。

在這項研究中,16只鴿子接受了檢測癌症的訓練,方法是將它們放在一個寬敞的房間裡,在那裡展示了可能患有乳腺癌的放大活檢樣本。正確地將生長物識別為良性或惡性,並透過在觸控式螢幕上啄擊兩個答案按鈕之一來獲得美味的45毫克鴿子顆粒。一旦訓練完成,鴿子的平均診斷準確率達到了驚人的85%。但是,當採用“群體採購”方法時,即使用所有受試者中最常見的答案時,群體準確率攀升至驚人的99%,這與病理學家的預期一致。鴿子還能夠將它們的知識應用於新的影像,這表明這些發現不僅僅是死記硬背的結果。

圖片來源:愛荷華大學/瓦瑟曼實驗室

分析乳房X光片對鳥類來說更困難,儘管它們仍然證明自己是熟練的放射科醫生。即使在面對新的影像時,它們也能以與病理影像相似的準確度識別出經常指示乳腺癌的微小鈣化堆積。然而,儘管它們可以記住可能預示癌症的可疑組織密度,但當在之前未見過的乳房X光片上這樣做時,它們卻被難住了。

加州大學戴維斯分校病理學系教授、該研究的合著者理查德·M·萊文森博士說:“鳥類或許能夠評估新的成像技術或處理和顯示影像的方法的質量,而無需人類花費數小時或數天進行詳細的比較來判斷某些創新是否實際上比當前的方法更好或更差。”這樣做可以避免招募和支付臨床醫生進行這些平凡的重複性任務的需要。

萊文森博士警告說,不要指望很快會出現鴿子醫生:“我不認為鴿子,無論它們在病理學或放射學方面變得多麼出色,都會在實際的患者護理中發揮作用——至少在可預見的未來是這樣。至少在西方,存在太多的監管障礙。”但他確實認為,這些發現可能有助於為新興的臨床醫生開發更有效的培訓方法。

鴿子的視力不如鷹、隼和獵鷹等雄偉的猛禽那麼敏銳——猛禽可以從1000英尺外發現田鼠的奔跑。但它們很容易飼養,而且至少有50年的研究證實,儘管它們的名聲很普通——在尋找被亂扔的麵包圈的亂竄的清道夫——鴿子的小鳥大腦裡有很多東西,至少在視覺上是這樣。正如作者指出的那樣,鴿子可以學會識別字母表;識別物體,如貓、汽車和椅子;並區分莫奈和畢加索的畫作。總的來說,它們可以學習和記住近2000張影像,甚至可以識別表示人類情感的面部表情。

萊文森推測,鴿子可以在各個領域為技術影像分析做出貢獻,評估亮度、對比度和壓縮等質量。“也許鴿子可以確定對影像進行x、y或z操作是否使看到感興趣的目標更容易或更難,”他評論道,並暗示除了行醫之外,這些鳥類還可以協助各種遠端監視行動,無論是軍事行動還是其他行動。與例如,癌症嗅探犬不同,鴿子可能還沒有準備好進入診所,但人們可以想象出多種利用它們影像分析才能的方法。

也許,考慮到它們對印象派的眼光,它們甚至可以在藝術修復中找到工作。

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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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