Доктор Пес. Как наши лучшие друзья становятся нашими врачами

В тот день я поняла, что научные открытия не всегда выглядят так блестяще, как показывают в кино. Открытие могут сделать трое людей, сидящих в засаде и наблюдающих за малейшими переменами в поведении собаки. Потрясающе было стать свидетелем события, способного повлиять на процедуру выявления животными рака яичников уже в недалеком будущем.

За день до этого я наблюдала за тем, как почти черная немецкая овчарка по имени Бобби нюхала образцы разведенной плазмы пациенток, страдающих раком яичников. Ее обучили выявлять болезнь по одной капле неразведенной плазмы. Теперь плазму разбавили в соотношении 1:1 – половина плазмы, половина физраствора. Исследователи смешали каплю плазмы с каплей раствора, затем взяли каплю этой смеси и представили собаке для обнаружения.

Здесь надо помнить, что плазма – это не цельная кровь. Это лишь ее часть – желтоватая прозрачная жидкость, содержащая красные и белые кровяные тельца и тромбоциты, а также другие компоненты. То, что собака может ставить диагноз по одной капле плазмы, примечательно само по себе. То, что собака распознает запах по плазме, пополам разбавленной раствором – превосходит все ожидания. Некоторые псы в центре выявляют даже образцы, разбавленные в соотношении 1:2.

Это можно сравнить с игрой в лимбо: ученые смотрят, насколько сильно можно разбавить образец, прежде чем собака перестанет его распознавать. Разведенная плазма в тот день была на карусели не одна: в других манипуляторах имелись образцы плазмы от женщин с доброкачественными опухолями, вообще без опухолей, образцы раствора и другие предметы вроде скрепок и резиновых перчаток.

Перед началом эксперимента Бобби подбежала к большой корзине с собачьими игрушками в комнате, прилегавшей к лаборатории.

– В этом эксперименте собаки сами выбирают себе награду, – сказала доктор Эсслер.

Бобби сунула нос в корзину и выбрала резиновую косточку. Доктор Эсслер сильно удивилась.

– Это не самая любимая ее игрушка, – заметила она.

Бобби остановилась и как будто задумалась. Потом вернулась к корзине и положила косточку на место, а вместо нее взяла голубой мячик.

– Ну вот, его она обычно и выбирает! – воскликнула доктор Эсслер.

Бобби из тех собак, кто знает, что им нравится, а что – нет. Оставалось надеяться, что она успешно выберет образцы разбавленной плазмы со следами рака яичников.

В первый раз, обходя вокруг карусели, она пропустила нужный образец. Дрессировщик изменил расположение манипуляторов, но она снова прошла мимо. Я подумала, что запах мог оказаться слишком слабым, чтобы Бобби его распознала. Может, разведение 1:1 – это уже чересчур?

Собака в третий раз пошла вокруг карусели. На этот раз она указала на шестой манипулятор.

Да! Щелчок. Последовали похвалы, собаке бросили мячик. В следующий раз она обнаружила новый образец в манипуляторе восемь. После этого не пропустила ни одного.

Если бы с нами здесь был Генри Хиггинс, он наверняка воскликнул бы: «О да, она смогла! Бог мой, она сумела!» Все ученые и дрессировщики, присутствовавшие при эксперименте, дали собаке понять, что она хорошая девочка. При каждом попадании она хватала мяч, махала хвостом и наслаждалась похвалами.

Единственный раз Бобби не среагировала на карусель, когда на ней не было образцов с раком яичника. Это не ошибка, такой эксперимент называется пустым. Все манипуляторы карусели содержали какие-то образцы, но рака там не было.

Когда эксперимент пустой, собака не должна подавать сигналов. Именно за это она получает награду. За правильный ответ она обязательно должна быть вознаграждена. Если на одном из этапов исследования нужных образцов нет, а собаку обучили получать награду только за находки, она может в любом случае что-нибудь «найти», просто чтобы получить поощрение.

Иными словами, собака будет хитрить.

Необходимо, чтобы она знала – ничего страшного, если нужных образцов нет. Собака должна находить раковые пробы только в том случае, если они действительно присутствуют. Это вроде бы очевидно, но до последнего времени пустые эксперименты практически не проводились.

Пустой эксперимент очень важен с точки зрения перехода от распознавания рака в лаборатории к скринингу с использованием собак в реальных условиях. При таком скрининге никто не знает, какие образцы положительные, а какие отрицательные. Собака должна работать круг за кругом, при этом периодически может случаться так, что в нескольких кругах подряд положительных результатов не будет. Если собака не получит награду, то начнет находить рак там, где его нет. И это проблема. Еще хуже будет, если животное устанет или отвлечется и пропустит положительный образец.

Исследователи Университетского госпиталя в Кремсе (Австрия) провели эксперимент в режиме реального скрининга рака легкого.

– Чтобы имитировать реальную ситуацию, собакам не давали награды, – объясняет Клаус Хакнер, доктор медицины, соавтор исследования. – Мы не хотели подкреплять возможно ошибочные результаты.

Дрессировщики сами не знали, какой из пяти образцов выдыхаемого воздуха имел признаки рака легкого и были ли такие вообще.