Zwierzęta zachwycają swoimi zdolnościami, zwłaszcza wtedy, kiedy są w czymś równie dobre lub lepsze od ludzi. Gołębie – jak wiele zwierząt – rozpoznają nas po twarzach. Zapamiętają, że daliśmy im co nie co w parku. Nie do końca wyjaśniony mechanizm orientacji w przestrzeni budzi pytania, czy nie mamy do czynienia ze zjawiskiem kwantowym. Gołębie wykorzystywano w różnych eksperymentach – również militarnych. Wreszcie okazuje się, że gołębie mogą być świetnymi diagnostami nowotworów.
CO POTRAFIĄ GOŁĘBIE?
Przed przystąpieniem do badań wiadomo było, że gołębie potrafią w niezwykły sposób rozróżniać złożone bodźce wzrokowe i są w stanie wykryć lub odróżnić:
- pierwszy plan od tła,
- zniekształcone kapsułki farmaceutyczne,
- litery alfabetu,
- podstawowe kategorie przedmiotów, takie jak koty, kwiaty, samochody, krzesła,
- tożsamość i ekspresję emocjonalną ludzkich twarzy,
- obrazy Moneta kontra Picasso.
Mają też świetną pamięć wzrokową – mogą przywołać aż 1800 obrazów! Dla badaczy szczególnie ważne było, że wykazują zdolność do uogólniania zdolności rozróżniania nowych obiektów lub scen.
PODOBIEŃSTWA
Udoskonalenie procesu szkolenia histopatologów i radiologów do analizy zdjęć medycznych, jak również komputerowego zautomatyzowania diagnozowania, wymaga zrozumienia procesu nabywania zdolności wizualnych. Nie trzeba nikomu tłumaczyć, jak ważna jest prawidłowa ocena i jakie skutki niesie ze sobą pomyłka. Wiadomo było, że gołębie dzielą z ludźmi wiele właściwości układu wzrokowego. Podejrzewano, że w procesie tym zaangażowane są szlaki nerwowe, równoważne funkcjonalnie z ludzkimi. Dlatego gołębie były dobrymi zastępczymi kandydatami na obserwatorów obrazów medycznych.
BADANIA
Szkolenie gołębi oparte było o mechanizm warunkowania. Innymi słowy – tylko prawidłowa odpowiedź wiązała się z nagrodą w postaci granulek pożywienia.
Pierwszym zadaniem ptaków było zakwalifikowanie nowotworu piersi do łagodnego lub złośliwego. Po 15 dniach szkolenia poziom prawidłowych odpowiedzi wynosił nawet 85 %. Podobne wyniki osiągano przy różnych poziomach powiększenia, a także obracaniu obrazów choć wymagało to dodatkowego treningu. Ptaki potrafiły przenieść zdolności nabyte na wyuczonych obrazach na wcześniej im nieznane.
Średnio 15-procentowy margines błędu to wcale nie tak mało, ale uogólniony wynik grupy 4 gołębi dał dokładność aż 99 % !
Komora kondycjonowania operantów była wyposażona w dozownik granulek żywności i ekran dotykowy, na którym prezentowano obraz medyczny (w środku) i przyciski wyboru (niebieskie i żółte prostokąty) – źródło: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0141357.g001
Kolejnym zadaniem gołębi było wykrywanie skupisk mikrozwapnień. Po 14 dniach treningu ponad 85 % prób zakończyło się nagrodą. Poszukiwanie białych plamek na złożonym obrazie medycznym było dla gołębi jak poszukiwanie i spożywanie nasion. Wykorzystały więc naturalną umiejętność przetrwania.
Gołębie nie były jednak tak dobre w odróżnianiu mas zwapnień, mogących być prekursorem nowotworu złośliwego od zwapnień będących niegroźnym złogiem wapnia. To niezwykle trudne zadanie również dla wykwalifikowanych specjalistów, ponieważ wzorce wzrostu i morfologia komórek rakowych mogą nieznacznie odbiegać od normalnych tkanek.
WNIOSKI
Mimo, że gołębie wprawiają w zakłopotanie radiologów i histopatologów, to w najbliższym czasie nie spodziewajmy się gołębi w fartuchach medycznych. Są świetne, ale nie idealne do tych zastosowań. Ptaki te będą jednak niezwykle przydatne w badaniach dotyczących przetwarzania i prezentowania obrazów w celu skuteczniejszego wykrywania lub ich klasyfikacji w procesie diagnostycznym. Dotyczy to również opracowywania algorytmów sztucznej inteligencji w tym zakresie. Koszt wytrenowania grupy gołębi jest nieporównywalnie mniejszy niż wyszkolenie ludzkiego specjalisty w tej dziedzinie, a następnie jego udział w czasochłonnych badaniach przy wciąż wysokim popycie na jego usługi. Innymi słowy gołębie nawet nie zdają sobie sprawy, że jego ludzki kolega za tę samą pracę otrzymuje o wiele więcej niż wartość granulatu z zasobnika. Jako, że zwierzęta mogą doświadczać poczucia niesprawiedliwości, nie mówcie im tego – dla dobra nauki.
Źródło:
- Levenson RM, Krupinski EA, Navarro VM, Wasserman EA (2015) Pigeons (Columba livia) as Trainable Observers of Pathology and Radiology Breast Cancer Images. PLoS ONE 10(11): e0141357. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0141357