At kalde nogen "fuglbåren" er ikke ligefrem et kompliment. Men en nylig undersøgelse viser, at vores aviære venner har meget mere smarte, end vi generelt giver dem æren for - især duer.
Relateret indhold
- En gigantisk flok af duer lyser New Yorks nattehimmel
- Katte får også brystkræft, og der er meget, vi kan lære af det
- Hvordan to duer hjalp forskere med at bekræfte Big Bang-teorien
I laboratorieundersøgelser blev almindelige duer undervist i at læse nogle af de samme subtile signaler i røntgenstråler og mikroskopbilleder, som medicinske fagfolk kigger efter for at skelne mellem sundt og kræftvæv. Efter lidt over to ugers træning kunne duerne stille den korrekte diagnose 85 procent af tiden, et forbløffende niveau af nøjagtighed, der konkurrerer med menneskelige patologers præstation.
Selvom du ikke snart booker en aftale hos en duedoktor, antyder resultaterne, at fuglene kunne spille en rolle i evalueringen af nye medicinske billeddannelsesteknikker og skabe bedre displayteknologier.
”Duer er måske ikke i stand til at skrive poesi, men de har haft millioner af år på at udvikle de evner, de har brug for for at navigere i en meget kompliceret og farlig verden, ” quips studieleder Richard Levenson, en professor i afdelingen for patologi og laboratorium medicin ved University of California, Davis. ”Så det overrasker mig ikke, at de kan gøre patologi!”
Evolutionelt set udviklede fugle små hjerner for at lette flyve: ”Tunge hoveder løftes ikke af, ” siger medforfatter Edward Wasserman, professor i psykologi og hjernevidenskab ved University of Iowa.
Duen hjernen ville passe på spidsen af en pegefinger, men Wasserman kalder det "et vidunder af miniaturisering" fyldt med en vidunderlig mængde visuel intelligens, der i nogle henseender er overlegen end vores egen. Duer har for eksempel fire til fem farvereceptorer i øjet, mens vi kun har tre. De ser også ud til at have bedre perifert syn end mennesker, siger Wasserman.
Derudover tilbringer fuglene uendelige timer på at scanne jorden efter små frø og insekter, så de har en af naturens mest finpudsede evner til at analysere komplekse visuelle mønstre og opdage anomalier.
Disse træk inspirerede Levenson og hans team til at undersøge, hvor godt duene klarer sig, når de vurderer medicinsk billedmateriale. De trænede 16 fugle ved hjælp af digitaliserede billeder taget fra mammogrammer og biopsi objektglas. Billederne blev vist på en berøringsskærm flankeret af blå og gule "valgknapper." I en prøve viste den gule knap "godartet" og den blå knap "ondartet." Når duen pegede på knappen svarende til det rigtige svar, blev belønnet med pellets leveret til en skål.
Nogle af testene involverede at finde mikroforkalkninger - kalkaflejringer, som i visse konfigurationer kan indikere brystkræft - i mammogramrutschene. Udfordringen med at opdage disse mønstrede hvide pletter på en kompleks baggrund svarer til hvad duer allerede rutinemæssigt gør i deres visuelt rodede miljøer.
Fuglene lærte gennem prøve og fejl uden nogen verbale eller andre signaler, siger Wasserman. I begyndelsen valgte de den rigtige knap 50 procent af tiden, hvilket er, hvad man ville forvente ved en ren tilfældighed. På dag 15 var de aviære forsøgspersoner imidlertid 85 procent korrekte til at bestemme, om vævsprøver var normale eller kræftformede. Efter 25 dages træning opnåede duerne næsten 90 procent succesrate, rapporterer holdet denne uge i PLOS ONE .
Duer kan opnå denne diagnostiske bedrift delvis, fordi de besidder imponerende langtidsvisuelle erindringer og er i stand til at huske mere end 1.800 billeder. Men hukommelse alene er ikke nok - til diagnostiske test skal seerne også være i stand til at generalisere ud fra, hvad de har set tidligere, når de konfronteres med helt nye billeder. Mennesker kan for eksempel få vist fotografier af forskellige typer træer, og på trods af deres forskellige former, farver og størrelser kan vi stadig mærke dem alle som ”træer”.
Duer er også i stand til at generalisere. En tidligere undersøgelse af Wasserman viste, at de kan læres at sortere fotografier i forskellige kategorier som baby, flaske, sko og træ. Og i en undersøgelse fra 2009 uddannede psykolog Shigeru Watanabe fra Keio University i Japan duer til at skelne malerier af Monet fra dem af Picasso.
”Folk tror ofte, at udviklingen af intelligens og højere kognitiv evne forekom langs en enkelt udviklingslinje, nemlig pattedyr - især primater, store aber og til sidst mennesker, ” siger Watanabe. Men nylige undersøgelser af komparativ kognition har afsløret, at intelligens har udviklet sig langs mange forskellige grene af livets træ, siger han, og et godt eksempel er denne stærkt udviklede visuelle kognition hos fugle.
”Hvad der virkelig slog mig ved denne aktuelle undersøgelse er, at på trods af deres kompleksitet lærede duerne at diskriminere det medicinske billede endnu hurtigere end andre stimuli, som ansigter og fysiske genstande, ” siger Brett Gibson, lektor i psykologi ved University of New Hampshire, der er specialiseret i dyrekognition.
Gibson forudser en tid, hvor duer kan bruges sammen med sikkerhedsscannere i lufthavne til at hjælpe med at få mistanke om genstande eller endda til at identificere ansigter fra kendte terrorister. ”Der er mange måder, deres akutte visuelle system kan bruges til at hjælpe mennesker, ” tilføjer han.
Levenson er enig, men han siger, at duer ikke er ved at erstatte patologer og radiologer. For det første ramte fuglene ikke et hjemmekør med bestemte typer af brystmasser i mammogrammer, der har visuelt komplekse læsioner og er ekstremt svære at læse, selv for menneskelige radiologer.
Og selv for de lavere opgaver, hvor fuglene matchede menneskelige evner, ville der være enorme lovgivningsmæssige og lovlige hindringer for faktisk at bruge dem til diagnose.
”Hvad ville FDA synes om duer?” Muses Levenson. ”Jeg gyser over at tænke.” I stedet tror studieteamet, at fuglene kan erstatte uddannede medicinske teknologer i noget af det kedelige grynt arbejde med at evaluere produkterne fra nye billeddannelsessystemer, som konstant udvikles for at forbedre nøjagtigheden af kræftdiagnose.
I mellemtiden er der dog et essentielt mysterium tilbage: Hvordan gør de det? ”Duene har det visuelle og intellektuelle middel til at mestre denne opgave, ” siger Wasserman. ”Men det betyder ikke, at hvordan de gør det, er det samme som hvordan folk gør det.”
Duer sporer måske helt forskellige visuelle signaler, så at vide, hvad de ser nøjagtigt, og hvordan de vurderer, at information kan hjælpe mennesker eller endda computere med at mestre bedre måder at analysere medicinske billeder. Wasserman vil næsten gerne teste fuglene med avancerede kameraer, der kan spore deres øjne bevægelser, og se på deres ydeevne undersøge det nyeste værktøj i diagnostisk teknologi, 3D-røntgenbilleder.
”Vi har nogle ekstremt spændende muligheder fremad, ” fortæller dueksperten.
