«Электронный нос» смог диагностировать рак не хуже обученных собак

Великолепный нюх собак позволяет им обнаруживать не только взрывчатку и наркотики, но и некоторые болезни, включая разные виды рака и даже Covid-19. К сожалению, разведение и подготовка служебных собак — процесс небыстрый, непростой и недешевый. Поэтому ученые пытаются создать им полноценную автоматизированную замену — «электронный нос» для детектирования широкого спектра летучих веществ.

Такой проект реализует и команда ученых из Массачусетского технологического института (MIT) совместно с британской компанией Medical Detection Dogs. За несколько лет работы они уже создали необычное устройство Nanonose, в котором используют обонятельные рецепторы млекопитающих, связанные с точной электроникой. Авторы уверены, что если дополнить их заранее обученными нейросетями для распознавания «запаховых профилей», эти системы смогут даже превзойти собак.

В своей новой статье, опубликованной в журнале PLOS One, ученые представили результаты испытаний системы на больных раком простаты и толстой кишки. В экспериментах участвовали 50 добровольцев — как пациенты онкологических клиник, так и здоровые люди. Образцы их мочи предъявляли тренированным собакам, а также «электронному носу» Nanonose. Результативность оказалась практически одинаковой: оба инструмента показали точность в 70-76 процентов.

По словам одного из участников проекта, Андреаса Мершина (Andreas Mershin) из MIT, сам детектор уже «в 200 раз чувствительнее собачьего носа» в плане способностей заметить самые малые концентрации пахучих веществ. Однако в том, чтобы интерпретировать полученный сигнал, Nanonose остается куда «глупее». «Собаки не знают химию, — говорит Мершин. — У них в голове не появляется список молекул. И вы, когда чувствуете запах кофе, не видите перед собой список названий и концентраций, вы переживаете целостное ощущение. Это ощущение пахучего объекта и находят собаки».

Именно поэтому фокус работ сместили на совершенствование искусственного интеллекта, который мог бы обрабатывать эти данные. И первые результаты, представленные в новой статье, оказались весьма обнадеживающими. Добившись серьезной миниатюризации детектора, ученые планируют доработать нейросети и получить, наконец, компактное устройство — «электронный нос», которым можно будет оснащать даже смартфоны.