[科普中國]-診斷腫瘤，鴿子也要來幫忙？

在小小的“工作室”中，一只鴿子凝視著屏幕上粉紫色調的染色切片圖像，這些圖像來自患者病變的乳腺組織。在觸屏的兩邊，分別顯示著黃藍兩色的選擇按鈕——一邊代表良性，一邊代表惡性，此時，“鴿子醫(yī)生”要作出它的判斷。

http://2.im.guokr.com/r12jCCu_QRCijKg_H5Lc2CAQAgrf3Net19-B6C9QA7UABAAAlgIAAEpQ.jpg?imageView2/1/w/640/h/413正在觀察病理切片圖像的鴿子。圖片來自：參考資料1這樣的一幕看起來有些荒誕：辨別組織切片本應該是訓練有素的病理醫(yī)生的工作才對，鴿子又能懂什么呢？不過，在最近發(fā)表的一項研究中[1]，科學家們卻真的一本正經地訓練鴿子認起了腫瘤切片。他們對鴿子們進行了一系列病理切片和醫(yī)學影像的鑒別訓練。一開始，鴿子們判斷切片的正確率只有50%（當然，這也就是隨便瞎選的命中率），而在經過15天的訓練之后，鴿子們的判斷正確率就提升到了85%左右。對于絲毫沒有接觸過病理學的它們來說，這個成績可算是相當不錯了。

但是，究竟為什么要讓鴿子學習如何識別腫瘤呢？難道在將來，我們就要看到這些鴿子披上白大褂到醫(yī)院上崗了嗎？不，當然不是這樣，鴿子又不懂醫(yī)學，也沒法溝通，怎么能真的把診斷這么重要的任務交給它們呢。不過，學會識別切片的鴿子，倒是真有它們的應用潛能。

目標：改進技術在傳統(tǒng)的病理學診斷中，經過訓練的病理醫(yī)生們會直接通過顯微鏡觀察組織細胞的形態(tài)，并通過種種跡象判斷病變部位到底出了什么問題。而現在，這個學科也正在變得越來越數字化，很多顯微圖像以數字文檔的形式儲存和共享，醫(yī)生和病理學家們也要更多地在屏幕上進行觀察了。

病理切片圖像的細節(jié)十分繁復，而數字圖像的處理方式、屏幕的顯示都可能對它的細節(jié)展示造成影響，并影響醫(yī)生的判斷，因此對這些技術進行評估和改進很有必要。不過，和很多其他的診斷技術不同，改進病理學技術的研究實行起來要麻煩得多。這是因為，經驗豐富的病理醫(yī)生是這個領域唯一可靠的標準，靠他們來對這些技術一一進行人工評判會很花時間，成本也相當高。雖然現在也有一些基于計算機的輔助替代品，但它們模擬真人的表現并不那么盡如人意。

http://1.im.guokr.com/wC-savO_zMAebSw8OByFJkBKMuNCl405x3UGpaDERC7IAwAA3QEAAEpQ.jpg?imageView2/1/w/640/h/315研究中使用的一些病理切片圖片，病理圖片中有大量繁復的細節(jié)。圖片來自：參考資料1因此，研究者們希望找到一些能夠替代病理學家進行技術改進研究的實驗對象，于是，他們就選中了鴿子。

為什么是鴿子？那么，為什么不是訓練別的動物，而且鴿子呢？其實，這個選擇也很有道理。從此前的研究來看，鴿子在圖形辨別方面的表現十分出色。它們可以區(qū)分英文字母，檢出膠囊中的殘次品，識別人臉的特征和表情，甚至還會區(qū)分莫奈和畢加索的畫作[2]。不僅如此，鴿子們的圖形記憶也十分了得，它們可以記住并回憶起1800張圖片[3]。

為了訓練鴿子，研究者們制作了一個專門的迷你“讀片室”，并利用食物訓練鴿子啄觸屏上的選擇按鈕作出判斷。他們首先利用144張不同難度的病理圖片對鴿子進行了訓練，隨著訓練進行，鴿子們選擇的正確率逐漸上升到了85%左右。不過，它們究竟是理解了良性和惡性細胞的規(guī)律，還是只是單純地記住了圖片本身呢？為了驗證這一點，研究者們又在測試中加入了一批新的圖片。結果顯示，鴿子們確實掌握了分辨組織切片的規(guī)律，面對第一次看到的新圖片，它們也保持了與老圖片一致的正確率。除了病理圖片，研究者們還成功教會了鴿子識別乳房X光檢查的圖像。

85%的正確率離完美還差得很遠，不過，這也顯示了鴿子用于病理學技術改善的應用潛力。與計算機模擬相比，鴿子們的視覺處理系統(tǒng)也與人類更相近一些。將來，在這些“鴿子病理醫(yī)生”的幫助下，真正的病理醫(yī)生們或許就可以用上更加先進的圖像處理和顯示技術了。