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Pombos podem detectar câncer de mama em imagens médicas

Chamar alguém de “cabeça de passarinho” não é exatamente um elogio. Mas um estudo recente demonstra que nossos amigos aviários têm muito mais inteligência do que geralmente acreditamos - especialmente pombos.

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Em testes de laboratório, pombos comuns foram ensinados a ler alguns dos mesmos sinais sutis em raios-x e lâminas de microscópio que os profissionais médicos procuram para distinguir entre tecido saudável e canceroso. Depois de pouco mais de duas semanas de treinamento, os pombos conseguiram fazer o diagnóstico correto em 85% das vezes, um nível surpreendente de precisão que rivaliza com o desempenho de patologistas humanos.

Enquanto você não vai marcar uma consulta com um pombo médico em breve, os resultados sugerem que as aves poderiam desempenhar um papel na avaliação de novas técnicas de imagens médicas e na criação de melhores tecnologias de exibição.

"Os pombos podem não ser capazes de escrever poesia, mas tiveram milhões de anos para desenvolver as habilidades que precisam para navegar em um mundo muito complicado e perigoso", brinca o líder do estudo, Richard Levenson, professor do departamento de patologia e laboratório. medicina na Universidade da Califórnia, Davis. "Então não me surpreende que eles possam fazer patologia!"

Evolutivamente falando, as aves desenvolveram cérebros minúsculos para facilitar o vôo: “cabeças pesadas não se levantam”, diz o co-autor Edward Wasserman, professor de psicologia e ciência do cérebro na Universidade de Iowa.

O cérebro dos pombos caberia na ponta de um dedo indicador, mas Wasserman chama isso de "uma maravilha da miniaturização" repleta de uma quantidade prodigiosa de inteligência visual que é em alguns aspectos superior à nossa. Os pombos, por exemplo, têm quatro a cinco receptores de cor no olho, enquanto nós só temos três. Eles também parecem ter melhor visão periférica do que os humanos, diz Wasserman.

Além disso, as aves passam horas intermináveis ​​examinando o solo em busca de pequenas sementes e insetos, então elas têm uma das habilidades mais refinadas da natureza para analisar padrões visuais complexos e detectar anomalias.

Essas características inspiraram Levenson e sua equipe a examinar o desempenho dos pombos ao avaliar imagens médicas. Eles treinaram 16 aves usando imagens digitalizadas tiradas de mamografias e lâminas de biópsia. As imagens foram exibidas em uma tela de toque ladeada por "botões de escolha" azuis e amarelos. Em um teste, o botão amarelo significava "benigno" e o botão azul "maligno". Quando o pombo bicava o botão correspondente à resposta correta, foi recompensado com pellets entregues a um prato.

Alguns dos testes envolviam encontrar micro-calcificações - depósitos de cálcio que, em certas configurações, podem indicar câncer de mama - nas lâminas da mamografia. O desafio de detectar essas partículas brancas padronizadas contra um fundo complexo é semelhante ao que os pombos já fazem rotineiramente em seus ambientes visualmente desordenados.

As aves aprenderam através de tentativa e erro sem qualquer sinal verbal ou outro, diz Wasserman. No começo, eles estavam escolhendo o botão certo em 50% do tempo, que é o que se esperaria por puro acaso. No entanto, no dia 15, os indivíduos do estudo de aves estavam 85% corretos para determinar se as amostras de tecido eram normais ou cancerígenas. Após 25 dias de treinamento, os pombos alcançaram uma taxa de sucesso de quase 90%, relatou a equipe esta semana no PLOS ONE .

Os pombos podem realizar essa façanha diagnóstica em parte porque possuem memórias visuais impressionantes de longo prazo, sendo capazes de recuperar mais de 1.800 imagens. Mas a memória sozinha não é suficiente - para os testes de diagnóstico, os espectadores também precisam ser capazes de generalizar com base no que viram no passado quando confrontados com imagens completamente novas. Os humanos, por exemplo, podem ser mostrados com fotografias de diferentes tipos de árvores e, apesar de suas formas, cores e tamanhos variados, ainda podemos rotulá-los como “árvores”.

Os pombos também são capazes de generalizar. Um estudo anterior de Wasserman mostrou que eles podem ser ensinados a classificar fotografias em categorias distintas como bebê, garrafa, sapato e árvore. E em um estudo de 2009, o psicólogo Shigeru Watanabe, da Universidade de Keio, no Japão, treinou pombos para diferenciar as pinturas de Monet das de Picasso.

"As pessoas muitas vezes acreditam que a evolução da inteligência e da capacidade cognitiva superior ocorreu ao longo de uma única linha de evolução, ou seja, mamíferos - em especial os primatas, os grandes macacos e, finalmente, os humanos", diz Watanabe. Mas estudos recentes de cognição comparativa revelaram que a inteligência evoluiu ao longo de muitos ramos diferentes da árvore da vida, diz ele, e um bom exemplo é essa cognição visual altamente desenvolvida em aves.

“O que realmente me impressionou neste estudo atual é que, apesar de sua complexidade, os pombos aprenderam a discriminar as imagens médicas ainda mais rapidamente do que outros estímulos, como rostos e objetos físicos”, diz Brett Gibson, professor associado de psicologia da Universidade de Newton. Hampshire, especializado em cognição animal.

Gibson prevê uma época em que pombos podem ser usados ​​com scanners de segurança nos aeroportos para ajudar a identificar itens suspeitos ou até mesmo identificar os rostos de terroristas conhecidos. "Há muitas maneiras que seu sistema visual agudo pode ser usado para ajudar os seres humanos", acrescenta.

Levenson concorda, mas ele diz que os pombos não estão prestes a substituir patologistas e radiologistas. Por um lado, as aves não sofreram com um home run com certos tipos de massa mamária em mamografias que apresentam lesões visualmente complexas e são extremamente difíceis de ler, mesmo para radiologistas humanos.

E mesmo para as tarefas de nível mais baixo, onde os pássaros combinavam com as habilidades humanas, haveria enormes obstáculos regulatórios e legais para realmente utilizá-los no diagnóstico.

"O que a FDA acharia sobre os pombos?", Pondera Levenson. "Eu estremeço ao pensar." Em vez disso, a equipe do estudo acha que as aves podem substituir tecnólogos médicos treinados em alguns dos tediosos trabalhos de avaliar os produtos de novos sistemas de imagem, que estão sendo constantemente desenvolvidos para melhorar a precisão do diagnóstico de câncer.

Entretanto, entretanto, permanece um mistério essencial: como eles fazem isso? "Os pombos têm recursos visuais e intelectuais para dominar essa tarefa", diz Wasserman. "Mas isso não quer dizer que a forma como eles fazem é o mesmo que as pessoas fazem."

Os pombos podem estar rastreando dicas visuais totalmente diferentes, então saber exatamente o que estão vendo e como estão avaliando essa informação pode ajudar os humanos ou até mesmo os computadores a dominar as melhores formas de analisar imagens médicas. Em seguida, Wasserman gostaria de testar as aves com câmeras avançadas que podem rastrear os movimentos dos olhos e analisar seu desempenho examinando a mais recente ferramenta em tecnologia de diagnóstico, radiografias em 3D.

"Temos algumas oportunidades extremamente interessantes pela frente", disse o especialista em pombos.

Pombos podem detectar câncer de mama em imagens médicas