Hacia un dispositivo que detecte enfermedades por el olor como los perros

Tecnología
Publicado el 17/02/2021 a las 15h46

Los perros debidamente entrenados son capaces de detectar con el olfato algunos cánceres y otras enfermedades. Lograr un dispositivo clínico que emule esta capacidad puede estar más cerca gracias a un sistema que incluye el aprendizaje automático.

Un estudio encabezado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts que publica este miércoles Plos One ofrece detalles sobre un sistema capaz de detectar el contenido químico y microbiano de una muestra de aire con una sensibilidad aún mayor que la de la nariz de un perro.

Los investigadores lo han unido a un proceso de aprendizaje automático que puede identificar las características distintivas de las muestras portadoras de enfermedades.

Numerosos estudios han demostrado que los perros adiestrados pueden detectar cánceres como los de pulmón, mama, ovarios, o vejiga, simplemente a través del olfato, y pueden llegar hasta un 99 % de éxito en el caso del de próstata.

Los científicos han estado buscando formas de automatizar las asombrosas capacidades olfativas de la nariz y el cerebro caninos en un dispositivo compacto.

El nuevo desarrollo podría conducir "algún día", según el MIT, a un sistema automatizado de detección de olores lo suficientemente pequeño como para incorporarlo a un teléfono móvil.

Uno de los autores del informe Andreas Mershin, del MIT, señaló que "hasta ahora, los perros han detectado muchos tipos de cáncer antes que cualquier otra tecnología" y parece que encuentran conexiones que, hasta ahora, se les escapan a los humanos.

Y es que, cuando se les entrena para que respondan a muestras de pacientes con un tipo de cáncer, algunos perros han identificado otros, aunque las similitudes entre las muestras no sean evidentes para los humanos.

En los últimos años, el equipo ha desarrollado y está mejorando un sistema detector miniaturizado que incorpora receptores olfativos de mamíferos estabilizados para que actúen como sensores, cuyos flujos de datos pueden ser manejados en tiempo real por las capacidades típicas de un teléfono inteligente.

En las últimas pruebas, el equipo analizó 50 muestras de orina de casos confirmados de cáncer de próstata y de controles que se sabía que no padecían la enfermedad, utilizando tanto perros entrenados y manejados por Medical Detection Dogs en el Reino Unido como el sistema de detección miniaturizado.

A continuación, aplicaron un programa de aprendizaje automático para descubrir las similitudes y diferencias entre las muestras que pudieran ayudar al sistema basado en sensores a identificar la enfermedad.

Al probar las mismas muestras, el sistema artificial fue capaz de igualar las tasas de éxito de los perros, y ambos métodos obtuvieron una puntuación superior al 70%.

El sistema de detección miniaturizado, destacó Mershin, es "en realidad 200 veces más sensible que el olfato de un perro en cuanto a la capacidad de detectar e identificar minúsculos rastros de diferentes moléculas", pero en cuanto a la interpretación de esas moléculas, "es cien por cien más tonta".

Ahí es donde entra el aprendizaje automático, para tratar de encontrar los patrones que los perros pueden inferir del olor, pero que los humanos no han podido captar.

Aunque el aparato físico para detectar y analizar las moléculas del aire lleva varios años desarrollándose, centrándose en gran medida en la reducción de su tamaño, hasta ahora faltaba el análisis.

Mershin explicó que ya sabían que los sensores son mejores que lo que pueden hacer los perros en cuanto al límite de detección, pero ahora han demostrado que pueden entrenar una inteligencia artificial para replicar, "hasta cierto punto", lo que hacen los canes.

Este logro, dicen los investigadores, proporciona "un marco sólido" para seguir investigando y desarrollar la tecnología hasta un nivel adecuado para su uso clínico.

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