đź”´ Un appareil renifleur de maladie qui rivalise avec le nez d’un chien | Dresser son chien


Avec la formation, les chiens peuvent sentir le cancer et d’autres maladies, y compris le COVID-19. Maintenant, une Ă©quipe de chercheurs a dĂ©veloppĂ© un système qui, selon eux, peut dĂ©tecter le contenu chimique et microbien d’un Ă©chantillon d’air avec une sensibilitĂ© encore plus grande que le nez d’un chien. Ils ont associĂ© cela Ă  un processus d’apprentissage automatique conçu pour identifier les caractĂ©ristiques distinctives des Ă©chantillons porteurs de maladies.

Les rĂ©sultats, qui, selon les chercheurs, pourraient un jour conduire Ă  un système automatisĂ© de dĂ©tection des odeurs suffisamment petit pour ĂŞtre incorporĂ© dans un tĂ©lĂ©phone portable, ont Ă©tĂ© rĂ©cemment publiĂ©s dans la revue. PLOS One, dans un article rĂ©digĂ© par des chercheurs de l’organisation britannique Medical Detection Dogs, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), de l’UniversitĂ© Johns Hopkins, de la Prostate Cancer Foundation et de plusieurs autres universitĂ©s et organisations.

«Les chiens, depuis environ 15 ans, se sont avĂ©rĂ©s ĂŞtre les dĂ©tecteurs de maladies les plus prĂ©coces et les plus prĂ©cis pour tout ce que nous ayons jamais essayé», a dĂ©clarĂ© Andreas Mershin, physicien au Centre pour les bits et les atomes du MIT, et l’un des auteurs de l’article. «Jusqu’Ă  prĂ©sent, de nombreux types de cancer ont Ă©tĂ© dĂ©tectĂ©s plus tĂ´t par les chiens que toute autre technologie.»

Selon Mershin, ces chiens peuvent identifier des cancers qui « n’ont pas de signatures biomolĂ©culaires identiques en commun, rien dans les odorants. »

Mershin et l’Ă©quipe au cours des dernières annĂ©es ont dĂ©veloppĂ© et ont continuĂ© Ă  amĂ©liorer un système de dĂ©tection miniaturisĂ© qui intègre des rĂ©cepteurs olfactifs de mammifères stabilisĂ©s pour agir comme des capteurs, dont les flux de donnĂ©es peuvent ĂŞtre traitĂ©s en temps rĂ©el par les capacitĂ©s d’un smartphone typique. Il envisage un jour oĂą chaque tĂ©lĂ©phone aura un dĂ©tecteur de parfum intĂ©grĂ©, tout comme les camĂ©ras sont dĂ©sormais omniprĂ©sentes dans les tĂ©lĂ©phones. De tels dĂ©tecteurs, Ă©quipĂ©s d’algorithmes avancĂ©s dĂ©veloppĂ©s grâce Ă  l’apprentissage automatique, pourraient potentiellement dĂ©tecter les premiers signes de maladie bien plus tĂ´t que les rĂ©gimes de dĂ©pistage classiques, dit-il – et pourraient mĂŞme avertir de la fumĂ©e ou d’une fuite de gaz.

L’Ă©quipe a rĂ©cemment testĂ© 50 Ă©chantillons d’urine provenant de cas confirmĂ©s de cancer de la prostate et de contrĂ´les connus pour ĂŞtre indemnes de la maladie, en utilisant Ă  la fois des chiens dressĂ©s et manipulĂ©s par des chiens de dĂ©tection mĂ©dicale et le système de dĂ©tection miniaturisĂ©. Ils ont ensuite appliquĂ© un programme d’apprentissage automatique pour identifier les similitudes et les diffĂ©rences entre les Ă©chantillons qui pourraient aider le système basĂ© sur des capteurs Ă  identifier la maladie. En testant les mĂŞmes Ă©chantillons, le système artificiel a pu Ă©galer les taux de rĂ©ussite des chiens, les deux mĂ©thodes obtenant plus de 70%.

Mershin a dĂ©clarĂ© que le système de dĂ©tection miniaturisĂ© est en fait 200 fois plus sensible que le nez d’un chien en termes de capacitĂ© Ă  dĂ©tecter et Ă  identifier de minuscules traces de diffĂ©rentes molĂ©cules, comme l’ont confirmĂ© des tests contrĂ´lĂ©s mandatĂ©s par la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Mais en termes d’interprĂ©tation de ces molĂ©cules, Mershin a dĂ©clarĂ©: «C’est 100% plus idiot.» C’est lĂ  que l’apprentissage automatique entre en jeu, pour essayer de trouver les modèles insaisissables que les chiens peuvent dĂ©duire de l’odeur, mais les humains n’ont pas Ă©tĂ© en mesure de saisir Ă  partir d’une analyse chimique.

« Les chiens ne connaissent aucune chimie », a déclaré Mershin. «Ils ne voient pas une liste de molécules apparaître dans leur tête. Lorsque vous sentez une tasse de café, vous ne voyez pas de liste de noms et de concentrations, vous ressentez une sensation intégrée. Cette sensation de caractère olfactif est ce que les chiens peuvent exploiter.

Alors que l’appareil physique de dĂ©tection et d’analyse des molĂ©cules dans l’air est en cours de dĂ©veloppement depuis plusieurs annĂ©es, l’accent Ă©tant mis en grande partie sur la rĂ©duction de sa taille, jusqu’Ă  prĂ©sent l’analyse faisait dĂ©faut.

«Nous savions que les capteurs sont dĂ©jĂ  meilleurs que ce que les chiens peuvent faire en termes de limite de dĂ©tection, mais ce que nous n’avons pas montrĂ© auparavant, c’est que nous pouvons former une intelligence artificielle pour imiter les chiens», a-t-il dĂ©clarĂ©. «Et maintenant, nous avons montrĂ© que nous pouvons le faire. Nous avons montrĂ© que ce que fait le chien peut ĂŞtre reproduit dans une certaine mesure.

Cette réalisation, disent les chercheurs, fournit un cadre solide pour de nouvelles recherches visant à développer la technologie à un niveau adapté à une utilisation clinique.

Mershin dit qu’il s’est impliquĂ© dans cette recherche après une Ă©tude sur la dĂ©tection du cancer de la vessie, dans laquelle un chien a continuĂ© Ă  mal identifier un membre du groupe tĂ©moin comme Ă©tant positif pour la maladie, mĂŞme s’il avait Ă©tĂ© spĂ©cifiquement sĂ©lectionnĂ© sur la base de tests hospitaliers comme Ă©tant indemne de maladie. . Le patient, qui Ă©tait au courant du test du chien, a choisi de subir d’autres tests et, quelques mois plus tard, il a Ă©tĂ© dĂ©couvert qu’il Ă©tait atteint de la maladie Ă  un stade très prĂ©coce.

« MĂŞme si ce n’est qu’un cas, je dois admettre que cela m’a influencé », a dĂ©clarĂ© Mershin.

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