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经过训练后,鸽子很擅长分辨正常和癌性乳房的切片和X光片

2015-11-20 浏览: 911 评论:0

摘要: 美国加州大学戴维斯分校和爱荷华大学的科研人员的一项新研究发现,如果鸽子上医学院学习病理学或放射学专业,它们将会很擅长分辨正常和癌性乳房组织的数字化显微镜切片和乳房X光片。 “在进行一些训练和选择性食物强化的情况下,鸽子在为良性和恶性人类乳房组织的数字化切片和...

美国加州大学戴维斯分校和爱荷华大学的科研人员的一项新研究发现,如果鸽子上医学院学习病理学或放射学专业,它们将会很擅长分辨正常和癌性乳房组织的数字化显微镜切片和乳房X光片。

经过训练后,鸽子很擅长分辨正常和癌性乳房组织的数字化显微镜切片和乳房X光片

“在进行一些训练和选择性食物强化的情况下,鸽子在为良性和恶性人类乳房组织的数字化切片和乳房X光片归类方面做得和人类一样好,”美国加州大学戴维斯分校卫生系统的病理学与检验医学教授、该研究的第一作者RichardLevenson说。

“这些鸽子有能力把它们学到的东西一般化,从而当我们向它们展示一组全新的正常与癌性组织数字化切片的时候,它们正确地识别出了它们,”Levenson说。“它们的准确性类似于人类,稍微受到图像存在或缺乏色彩以及图像压缩程度的影响。这些鸽子还学会了正确地识别乳房X光片上的与癌症有关的微小钙化点,但是它们在为乳房X光片上的可疑团块归类的时候更困难——这个任务极为困难,即便对于有技能的人类观察者也是如此。”

这些鸽子的成功与面临的困难为医生如何处理切片和X光片上的视觉线索从而诊断和分类疾病风险提供了一个窗口。这项工作还提示,鸽子区别复杂视觉图像的惊人能力可以把它们作为受过训练的医学图像观察者而充分加以利用,从而帮助科研人员探索图像质量以及色彩、对比度、亮度和图像压缩人工痕迹对诊断表现的影响。

尽管一只鸽子的大脑还不到人的食指前端那么大,事实证明,参与其中的神经路径,包括基底核与皮质-纹状体突触,以非常类似于人类大脑的方式运作。

美国爱荷华大学的心理学与脑科学教授、该研究的共同作者EdwardWasserman说,原鸽(Columbalivia)具有对一大批物体和图像进行区分和归类的强大能力。

“过去50年的研究已经证明了鸽子可以辨别身份和人脸上的表情、字母表的字母,奇形怪状的药物胶囊,甚至还能辨别莫奈和毕加索的画,”Wasserman说。“它们的视觉记忆同样令人印象深刻,已经证明了它们能回忆起超过1800幅图像。”

在经过数年的教育与训练之后,医生有时候解释显微切片和乳房X光片也可能有困难。Levenson是一位研究人工智能用于生物学和医学领域的图像分析和其他应用的病理学家,他认为这个过程还有很大的改善空间。

“尽管人们一直在设计出新技术增强图像的获取、处理与显示,需要使用受过训练的观察者监测质量与可靠性从而验证这些可能的进展,”Levenson说。“这是一个困难、耗费时间而且昂贵的过程,需要招募临床医生作为这些相对平凡的任务的主体。”

“鸽子对于医学图像中的诊断显著性特征的敏感度提示,它们可以提供在这些具有诊断关键意义的工具的生产、操作和观看中起作用的许多变量的反馈,而且可能辅助科研人员和工程师持续创新。”