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澳門教育家陳康妮：狗比其他任何技術都更早發現不同類型癌症

陳康妮・2021-02-25

【作者簡介】陳康妮 Miss Connie 澳門科技大學講師澳州墨爾本大學主修高等教育管理學澳門高等教育管理學專家（Digital Educator）澳門培訓師（Digital Trainer）澳門教育專欄作家（Digital Writer ) 全球職涯發展師從事高等教育管理培訓工作十七年創新教育：受過訓練的狗僅需聞一下就能發現許多疾病，包括各種癌症，甚至可能是Covid-19。研究人員現在想出了一種自動系統，旨在匹配犬鼻子驚人的嗅覺能力。大量研究表明，訓練有素的狗可以僅通過氣味就能檢測出多種疾病，包括肺癌，乳腺癌，卵巢癌，膀胱癌和前列腺癌，以及可能的Covid-19。在某些情況下，例如涉及前列腺癌，這些狗通過嗅探患者的尿液樣本檢測出該疾病的成功率為99％。但是訓練這種狗需要時間，並且它們的可用性和時間是有限的。科學家一直在尋找一種在緊湊型設備中自動實現犬鼻子和大腦驚人的嗅覺能力的方法。現在，美國研究人員提出了一個系統，該系統可以檢測空氣樣品中的化學和微生物含量，其靈敏度甚至比狗的鼻子還高。他們將此與機器學習過程相結合，可以識別出帶有疾病的樣本的獨特特徵。美國研究人員說，這一發現可能會導致某天自動嗅覺檢測系統小型化，以便將其整合到手機中。狗已經被證明是最早，最準確的疾病檢測器，已經有15年。在某些情況下，它們在受控測試中的性能已經超過了目前最好的實驗室測試。 “到目前為止，狗比其他任何技術都更早發現了許多不同類型的癌症。” 更重要的是，這些狗顯然具有迄今為止人類研究人員所不具備的聯繫：經過訓練以對來自一種癌症患者的樣本進行反應後，有些狗便識別出了其他幾種癌症-儘管樣本之間的相似性並不明顯。對人類而言並不明顯。狗可以識別出“沒有共同的生物分子特徵的癌症，而在氣味物質中則沒有”。使用強大的分析工具，包括氣相色譜質譜法（GCMS）和微生物譜分析，如果分析皮膚癌，膀胱癌，乳腺癌和肺癌的樣本，那麼這一切都證明瞭它的能力進行檢測-它們沒有共同點。”然而，狗可以某種方式從一種癌症中泛化，從而能夠識別其他癌症。在過去的幾年中。美國研究開發並繼續改進了一種小型探測器系統，該系統結合了穩定用作傳感器的哺乳動物嗅覺受體，其數據流可以通過典型的智慧手機功能進行實時處理。研究人員希望未來每部手機都將內置一個氣味探測器，就像現在手機中無處不在的攝像頭一樣。他說，這種檢測器配備了通過機器學習開發的先進演算法，可以潛在地比典型的篩查方案更快地發現疾病的早期徵兆，甚至還可以發出煙霧或煤氣洩漏的警告。在最新的測試中，研究小組與檢測狗公司訓練和處理過的狗以及小型化檢測系統，從確診的前列腺癌和已知無這種疾病的對照中檢測多個尿液樣本。然後，他們應用了機器學習程式來找出樣本之間的任何異同，以幫助基於傳感器的系統識別疾病。在測試相同樣品時，人工系統能夠匹配狗的成功率，兩種方法的得分均超過70％。未來這種小型化的檢測系統在能夠檢測和識別不同分子的微小痕跡方面實際上比狗的鼻子高200倍，這是強制進行的受控測試所證實的。但就解釋這些分子而言，這就是機器學習的用處，試圖找到狗可以從氣味中推斷出的難以捉摸的模式，但是人類卻無法從化學分析中掌握。狗不知道任何化學成分，他們看不到腦中出現分子列表。當您聞到一杯咖啡的氣味時，看不到名稱和濃度列表，會感到一種綜合的感覺。狗可以挖掘出那種氣味特質的感覺。” 儘管用於檢測和分析空氣中分子的物理設備已經開發了好幾年，但大部分精力都集中在減小其尺寸上，但是到目前為止，仍缺乏分析。就檢測範圍而言，已經知道傳感器已經比狗的性能要好，但是之前沒有顯示過，未來可以訓練人工智慧來模仿狗。” 狗的所作所為可以在一定程度上複製。” 研究人員說，這項成就為進一步研究將該技術發展到適合臨床使用的水準提供了堅實的框架。但是這樣的檢測並不便宜：要收集，記錄，運輸和分析攜帶疾病和無疾病的尿液的臨床測試和認證樣品，每個樣品的成本約為1,000美元。