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Las palomas diferencian tumores benignos y malignos en imágenes biomédicas

Un estudio constata que aprenden rápidamente


Ya se sabía que los perros pueden detectar a través de la orina la presencia de tumores en la próstata, con un 93% de eficacia. Ahora, otro animal podría ayudar a diagnosticar el cáncer: la paloma. Un estudio ha revelado que aprende rápidamente, con refuerzo alimenticio, a distinguir tumores de mama benignos y malignos en imágenes biomédicas.





Fuente: Wikimedia Commos.
Fuente: Wikimedia Commos.
En el año 2012, un grupo de investigadores holandeses demostró que un perro de dos años llamado Cliff era capaz de localizar con gran precisión la presencia de la bacteria intestinal Clostridium difficile en las heces y en el aire de los hospitales, con una sensibilidad del 98%.

El pasado mes de agosto, además, la BBC anunciaba que, por primera vez, el sistema británico de salud pública iba a llevar a cabo una prueba clínica en un hospital de Inglaterra con perros especialmente entrenados para detectar el cáncer. La prueba fue ideada a partir de un estudio previo que mostró que estos animales podían detectar a través de la orina la presencia de tumores en la próstata con un 93% de eficacia.

Ahora, investigadores de la Universidad de California y del Comparative Cognition Laboratory, dedicado al estudio de procesos cognitivos en el comportamiento animal, en la Universidad de Iowa (EEUU) ha constatado que no solo los perros pueden resultar útiles para diagnosticar enfermedades: también lo son las palomas.

Más concretamente, los científicos han demostrado que estas aves pueden ser entrenadas para distinguir entre tumores de mama benignos y malignos en imágenes histológicas y radiológicas. Según ha explicado a Sinc Richard Levenson, uno de los autores del estudio: “las palomas probaron ser sorprendentemente aptas para aprender la diferencia entre las imágenes de tumores de mama benignos y malignos, tanto en patología como en radiología. Y, lo más importante, fueron capaces de utilizar el entrenamiento para clasificar con precisión imágenes que nunca habían visto antes”, destaca.

Las palomas fueron entrenadas con refuerzo alimenticio y sometidas a diversos parámetros de control.  Imagen: Levenson, et al. Fuente: Sinc.
Las palomas fueron entrenadas con refuerzo alimenticio y sometidas a diversos parámetros de control. Imagen: Levenson, et al. Fuente: Sinc.
Entrenadas con refuerzo alimenticio

En los experimentos, las palomas fueron entrenadas con refuerzo alimenticio y sometidas a ensayos con diversos parámetros de control, que incluían la ampliación de la imagen, la compresión, color y brillo. Las aves aprendieron rápidamente a distinguir las imágenes biomédicas de los tumores malignos y benignos.

Además, fueron capaces de generalizar lo que habían aprendido en conjuntos de imágenes nuevas. En las imágenes histológicas, la capacidad se vio algo afectada por la presencia o la ausencia de color y también por los grados de compresión de imagen.

En las imágenes radiológicas, las aves lograron detectar microcalcificaciones de cáncer relevantes en las imágenes de mamografía. Sin embargo, cuando se les dio una tarea diferente –como la clasificación de las densidades mamográficas sospechosas– las palomas solo fueron capaces de memorizar las imágenes y no de generalizar en otras nuevas. Los investigadores indican que estos impactos se pueden mejorar con entrenamientos complementarios.

Potenciales aplicaciones

Los investigadores creen que las palomas podrían utilizarse para ayudar a desarrollar buenos materiales de formación, ya que la velocidad de aprendizaje y la precisión de las palomas en la distinción de imágenes médicas puede dar pautas para estructurar mejor los recursos de entrenamiento de especialistas en reconocimiento de imágenes.

También podrían utilizarse en la evaluación de la calidad de nuevas técnicas de imagen o métodos de procesamiento y visualización, y así evitar a los humanos tener que realizar estas tareas tediosas de comparación y repetición.

Referencia bibliográfica:
Levenson RM, Krupinski EA, Navarro VM, Wasserman EA. Pigeons (Columba livia) as Trainable Observers of Pathology and Radiology Breast Cancer Images. PLoS ONE  (2015). DOI:10.1371/journal.pone.0141357.


Jueves, 19 de Noviembre 2015
Redacción T21
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