眾所周知,經過訓練的狗可以用靈敏的鼻子嗅人,從而區分多種氣味,從而成為癌症甚至 COVID-19 的良好探測器。現在,研究人員發現,一種與狗的鼻子具有相同能力的小型疾病檢測裝置可以有效地人工替代犬科動物。
疾病檢測設備如何工作?
這項研究是通過醫療檢測犬組織(一個在英國訓練狗進行疾病檢測援助的組織)與前列腺癌基金會、約翰·霍普金斯大學、麻省理工學院 (MIT) 以及一些大學和其他團體的合作而得以實現的。
研究人員一直在考慮用一種很好的替代品來代替狗的鼻子來檢測疾病,因為這個過程可能非常耗時。現在,一種設備被設計成可以通過空氣樣本中的微生物和化學成分來識別空氣樣本。研究表明,該裝置比犬類的鼻子更靈敏,因此可以產生更準確的結果。
根據一份報告MDDI在線該小型設備集成了機器學習功能,因此可以輕鬆識別樣品氣味的巨大差異。
在檢測疾病方面,狗能夠以 99% 的概率察覺患者患有前列腺癌。這是通過讓狗聞尿液樣本的氣味來完成的。科學家們希望制定一項計劃,將狗敏銳的嗅覺和敏銳的思維結合到一個設備中。
過去,在識別一個人患有什麼特定疾病時,狗已經成為首選嗅探器。通過一系列的實驗室測試,犬類能力的準確性是無與倫比的。比較嗅覺受體的數量時,狗有 3 億個受體,而人類只有 600 萬個,所以在氣味檢測方面,我們落後於我們的狗朋友數光年。
對於該設備,研究人員表示,它擁有一個充當傳感器的探測器系統。該系統類似於哺乳動物的嗅覺受體,但這個小工具的便利之處在於它可以通過智能手機使用。
麻省理工學院的研究科學家 Andreas Mershin 表示,與篩選測試相比,該設備可以快速發現系統的發展跡象。默辛補充說,它還可以檢測煤氣洩漏和煙霧相關事件。
對於這項研究的人群,50 名患有前列腺癌和未患癌症的患者接受了測試。他們的尿液樣本是由醫療檢測犬收集的。與此同時,訓練有素的狗被要求聞尿液,以便將它們與該設備進行比較。
結果顯示,疾病檢測設備和狗的鼻子得分均超過70%。此外,Mershin 報導稱,與傳統探測器相比,該設備在檢測疾病方面的靈敏度提高了 200 倍。通過機器學習的幫助,可以解釋氣味分子並將其與狗聞到的氣味進行比較。
默辛說:“狗不懂任何化學。它們看不到大腦中出現的分子列表。當你聞一杯咖啡時,你不會看到名稱和濃度的列表,而是感受到一種整合的感覺。”
未來研究的更多人群
該設備將有助於未來在實驗室進行的臨床試驗。默辛說,該團隊希望擁有更大的樣本庫,以便收集更多信息來識別疾病。
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喬恩·科羅內爾 編劇









