È difficile battere un cane che annusa la presenza di un cancro, ma l’accoppiamento di un rilevatore miniaturizzato con l’apprendimento automatico è un sistema promettente per riprodurne le capacità.
di David L. Chandler
I cani addestrati a fiutare alcuni odori particolari nelle urine sono tra i migliori rilevatori di cancro noti alla scienza. I ricercatori del MIT e altre università stanno lavorando per duplicare le loro straordinarie capacità in ambito tecnologico per sfruttarle su larga scala. “I cani, per circa 15 anni, hanno dimostrato di essere i primi e più accurati rilevatori di malattie in assoluto”, afferma Andreas Mershin, ricercatore del MIT, coautore di un nuovo articolo sull’argomento. “Finora”, aggiunge, “molti diversi tipi di cancro sono stati rilevati prima dai cani rispetto a qualsiasi tecnologia”.
I cani hanno rilevato la presenza di tumori ai polmoni, alla vescica, alle ovaie, al seno e alla prostata e sono stati persino in grado di rilevare il covid-19. Inoltre, alcuni cani addestrati a rispondere a campioni di pazienti con un tipo di cancro ne hanno poi identificati molti altri, anche quando le somiglianze tra i campioni non erano evidenti agli esseri umani.
Negli ultimi anni, Mershin ha lavorato a un sistema di rilevamento miniaturizzato che incorpora recettori olfattivi dei mammiferi stabilizzati per fungere da sensori, producendo dati che possono essere gestiti in tempo reale con la capacità di calcolo di uno smartphone. Il sistema, dice Mershin, è in realtà molto più sensibile del naso di un cane in termini di rilevamento della presenza di minuscole tracce di molecole diverse, ma quando si tratta di “interpretare” quelle molecole “è più stupido al 100 per cento”.
Medical Diagnostic Dogs
Quindi i ricercatori stanno usando l’apprendimento automatico per cercare di trovare i modelli sfuggenti che i cani possono dedurre dall’odore, ma che gli esseri umani non sono stati in grado di cogliere da un’analisi chimica.
“I cani non vedono apparire un elenco di molecole nella loro testa”, dice Mershin. “Quando si sente l’odore del caffè non si vede un elenco di nomi e concentrazioni, ma si prova una sensazione integrata simile a quella dei cani”, spiega. Testando 50 campioni di urina da casi confermati di cancro alla prostata e da controlli liberi dalla malattia, il programma di apprendimento automatico ha individuato eventuali somiglianze e differenze tra i campioni che potrebbero aiutare il sensore del sistema a identificare la malattia. Sia il sistema artificiale sia i cani hanno raggiunto tassi di precisione superiori al 70 per cento.
“Sapevamo che i sensori sono già migliori di quello che i cani possono fare in termini di limite di rilevamento, ma quello che non avevamo dimostrato prima è che possiamo addestrare un’intelligenza artificiale per imitare i cani”, sostiene Mershin. “Ora abbiamo le prove che possiamo farcela. Abbiamo dimostrato che ciò che fa il cane può essere replicato almeno in una certa misura”, conclude.
Foto: Florin, un cane da rilevamento, ha percentuali di successo oltre il 70 per cento.Medical Diagnostic Dogs / Neil Pollock
