Geliştirilen Yeni Sistem Kokudan Hastalıkların Erken Tespitini Yapabilir Mi?

Çok sayıda araştırma, eğitimli köpeklerin akciğer, meme, yumurtalık, mesane ve prostat kanserleri ve muhtemelen Covid-19 dahil olmak üzere birçok hastalığı kolayca koklayarak tespit edebildiğini göstermiştir. Örneğin prostat kanserini içeren bazı durumlarda, köpeklerin, hastaların idrar örneklerini koklayarak hastalığı tespit etmede yüzde 99 başarı oranına sahip olduğu gözlemlenmiştir. Ancak bu tür köpekleri eğitmek zaman almakla birlikte bulunabilirlikleri ve süreleri sınırlıdır. Bilim insanları, kompakt bir cihazda köpek burnunun ve beyninin şaşırtıcı koku alma yeteneklerini otomatikleştirmenin yollarını aradıklarını belirtmişlerdir.

MIT ve diğer kurumlardaki bir araştırma ekibi, bir hava örneğinin kimyasal ve mikrobiyal içeriğini bir köpeğin burnundan bile daha yüksek hassasiyetle tespit edebilen bir sistem geliştirdiklerini ve bunu, hastalık taşıyan örneklerin ayırt edici özelliklerini tanımlayabilen bir makine öğrenme süreciyle birleştirdiklerini bildirmişlerdir. Araştırmacıların bir gün bir cep telefonuna dahil edilebilecek kadar küçük otomatik bir koku algılama sistemine yol açabileceğini belirttikleri bulgular, Birleşik Krallık'ta Clare Guest of Medical Detection Dogs, MIT'den Araştırma Bilimcisi Andreas Mershin ve Johns Hopkins Üniversitesi, Prostat Kanseri Vakfı ve diğer birkaç üniversite ve kuruluşta 18 kişi tarafından yazılan bir makalede PLOS One dergisinde yayınlanmıştır.

Mershin, köpeklerin, yaklaşık 15 yıldır, denedikleri her şey için en erken, en doğru hastalık dedektörleri olarak gösterildiğini belirtmiştir. Mershin, kontrollü testlerdeki performanslarının bazı durumlarda mevcut en iyi laboratuvar testlerini aştığını ifade etmiş ve şimdiye kadar, köpekler tarafından diğer teknolojilerden daha önce birçok farklı kanser türünün tespit edildiğini sözlerine eklemiştir. Dahası bilim insanları, köpeklerin, şu ana kadar insan araştırmacılardan kaçan bağlantıları kavradıklarını belirtmişlerdir. Bir tür kansere sahip hastalardan alınan numunelere yanıt vermek üzere eğitildiklerinde, bazı köpeklerin, numuneler arasındaki benzerliklerin insanlar için belirgin olmasa da, daha sonra birkaç başka kanser türü tanımladıkları gözlemlenmiştir. Mershin, bu köpeklerin, ortak biyomoleküler imzalara sahip olmayan kanserleri, kokularda hiçbir şey bulunmayan kanserleri teşhis edebileceklerini ifade etmiştir.

Stabilize edilmiş memeli koku alma reseptörleri

Bilim insanları gaz kromatografi kütle spektrometrisi (GCMS) ve mikrobiyal profilleme gibi güçlü analitik araçlar kullanarak, deri kanseri ve mesane kanseri, meme kanseri ve akciğer kanserinden alınan örneklerin analiz edildiğinde, köpeğin tespit edebildiği gösterilmiş olan her şeyin ortak hiçbir yanının olmadığının gözlemlendiğini belirtmişlerdir. Son birkaç yıldır Mershin ve ekibi, veri akışları tipik bir akıllı telefonun yetenekleriyle gerçek zamanlı olarak işlenebilen, sensörler olarak hareket etmek üzere stabilize edilmiş memeli koku alma reseptörlerini içeren minyatür bir dedektör sistemi geliştirdiklerini ve geliştirmeye de devam ettiklerini bildirmişlerdir. Mershin, tıpkı kameraların artık telefonlarda her yerde olması gibi, her telefonda bir koku dedektörünün ne zaman yerleşik olacağını hayal ettiğini belirtmiştir.

Makine öğrenimi yoluyla geliştirilen gelişmiş algoritmalarla donatılmış bu tür dedektörler, potansiyel olarak hastalıkların erken belirtilerini tipik tarama rejimlerinden çok daha erken tespit edebilmekle birlikte hatta duman veya gaz sızıntısı konusunda da uyarabilmektedirler. Araştırmacılar, bu başarının, teknolojiyi klinik kullanıma uygun bir düzeye çıkarmak için daha ileri araştırmalar için sağlam bir çerçeve çalışması sağladığını ifade etmişlerdir. Mershin, hastalığın önemli göstergelerini daha ayrıntılı olarak saptamak için çok daha büyük bir örnek grubunu (belki de 5.000) test etmeyi umduğunu belirtmiştir.