MADRID, 19 Nov. (EUROPA PRESS) -
Con un poco de formación y refuerzo selectivo mediante alimentos, las palomas son tan buenas como los seres humanos en categorizar diapositivas digitalizadas y mamografías de tejido mamario humano en benignas y malignas, según ha comprobado un grupo de investigadores de las universidades de Iowa y California en Davis, Estados Unidos.
Las palomas fueron capaces de generalizar lo aprendido, de modo que cuando los científicos les mostraron un conjunto completamente nuevo de diapositivas digitalizadas normales y cancerosas, las identificaron correctamente.
Su exactitud, como la de los seres humanos, fue modestamente afectada por la presencia o ausencia de color en las imágenes, así como por grados de compresión de imagen. Las palomas también aprendieron a identificar correctamente microcalcificaciones en las mamografías, pero tenían más dificultades para clasificar las masas sospechosas en las mamografías, una tarea considerada difícil, incluso para los observadores humanos cualificados, señalan los autores en un artículo sobre su trabajo publicado en la edición digital de este miércoles de 'Plos One'.
"Estos resultados recorren un largo camino para establecer un vínculo profundo entre los humanos y nuestros parientes animales", afirma Edward Wasserman, profesor de Ciencias Psicológicas y Cerebrales en la Universidad de Iowa y coautor del estudio. "Incluso parientes distantes -como personas y palomas-- son expertos en la percepción y la categorización de los complejos patrones visuales que se presentan en la patología e imágenes radiológicas, sin duda una tarea para la que la naturaleza no nos ha preparado específicamente".
Los éxitos y las dificultades de las palomas proporcionan una ventana a cómo los médicos procesan las señales visuales presentes en las diapositivas y radiografías para diagnosticar y clasificar el riesgo de enfermedad. Este trabajo sugiere que la notable capacidad de las palomas para discriminar entre imágenes visuales complejas podría ayudar a los investigadores a explorar la calidad de la imagen y el impacto del color, el contraste, el brillo y los artefactos de compresión de imágenes en el rendimiento diagnóstico.
Aunque el cerebro de una paloma no es mayor que la punta de un dedo índice, resulta que las vías neurales involucradas, incluyendo los ganglios basales y las sinapsis corticales-estriatal, funcionan de manera muy similar a las del cerebro humano. Según Wasserman, la paloma común ('Columba livia') tiene una enorme capacidad para discriminar y clasificar una amplia gama de objetos e imágenes.
"Las investigaciones realizadas durante los últimos 50 años ha demostrado que las palomas pueden distinguir identidades y expresiones emocionales en los rostros humanos, letras del alfabeto, cápsulas farmacéuticas deformes e, incluso, pinturas de Monet frente a las de Picasso --dice Wasserman--. Su memoria visual es igualmente impresionante, con un recuerdo comprobado de más de 1.800 imágenes".
La colaboración comenzó cuando el coautor del estudio Richard Levenson, de la Universidad de California Davi, conoció la investigación anterior de Wasserman sobre la capacidad de la memoria visual a corto plazo de las palomas y las personas. Levenson se preguntó cómo las palomas podrían llevar desenvolverse en muestras patológicas.
Para el estudio, cada paloma aprendió a discriminar imágenes de cáncer de diapositivas no cancerosas usando la técnica tradicional de "condicionamiento operante", en la que un pájaro sólo es recompensado cuando ha realizado una selección correcta; las selecciones incorrectas no son recompensados y se realizan pruebas de corrección. El entrenamiento con diapositivas de manchas patológicas incluyó una amplia serie de muestras benignas y cancerosas de casos de rutina en el Centro Médico de la UC Davis.
Algunas aves, por ejemplo, aprendieron primero a reconocer las muestras benignas o malignas a todo color a bajo aumento (x4) y luego proresaron a aumentos medios (10 veces) y altos (x20). También se entrenaron usando muestras monocromas para eliminar color y el brillo como señales potenciales, así como muestras con diferentes niveles de compresión de imágenes, un procedimiento comúnmente empleado para reducir el tamaño de los conjuntos de datos digitales.
Para descartar la posibilidad de que las aves se basaran en la memorización de las pruebas, se les presentaron nuevas muestras y se les dio comida sin importar si las palomas hicieron una selección correcta. Y, de hecho, las palomas actuaron casi igual de bien con las imágenes que nunca habían sido mostrados antes, lo que indica que tenían en un sentido muy fino aprendiendo la patología.
"Los pájaros eran muy adeptos a discriminar entre las diapositivas de cáncer de mama benignas y malignas en todos los aumentos, una tarea que puede confundir a los observadores humanos sin experiencia, que por lo general requieren un entrenamiento considerable para alcanzar la destreza", apunta Levenson, profesor de Patología y Medicina de Laboratorio de Sistemas de Salud en la UC Davis.
"La exactitud de las palomas desde el primer día de entrenamiento a bajo aumento se incrementó en un 50 por ciento correcto a casi el 85 por ciento correcto enter los días 13 y 15", añade Levenson. Wasserman, quien ha realizado estudios sobre las palomas durante más de 40 años, encontró que las palomas son especialmente adeptas a discernir muestras de patología.
"Las palomas aprendieron a discriminar diapositivas benignas de cancerosas tan rápido en esta investigación como en cualquier otro estudio que hemos llevado a cabo en las palomas en nuestro laboratorio --destaca Wasserman--. De hecho, cuando mostramos a una cohorte de cuatro pájaros un conjunto de imágenes sin comprimir, el nivel de precisión del grupo llegó a un increíble 99 por ciento correcto, superior al alcanzado por cualquiera de las cuatro aves individuales".
LA DENSIDAD EN LAS MAMOGRAFÍAS, UN RETO PARA LAS PALOMAS
Para el estudio de las mamografías, se entrenó a las a detectar imágenes con y sin microcalcificaciones y discriminar la presencia de malignidad en masas mamarias mediante un proceso similar. Su exactitud promedia fue de 84 por ciento para las imágenes con microcalcificaciones sobre las que habían sido entrenadas y del 72 por ciento en nuevas imágenes, un nivel de rendimiento a la par con los radiólogos humanos y residentes de radiología que recibieron los mismos casos de revisión.
Sin embargo, las aves tuvieron dificultades para evaluar el potencial maligno de las masas mamarias (sin microcalcificaciones) detectadas en las mamografías, una tarea que los autores reconocen como "muy difícil". Los radiólogos humanos logran un índice de exactitud de aproximadamente el 80 por ciento cuando vieron las imágenes de las masas relativamente sutiles utilizadas en este estudio.
Pero, a las palomas costó muchas semanas --en lugar de los días que habían sido necesarios para dominar las tareas de histopatología-- aprender a clasificar las masas mamarias en el conjunto de mamografías de entrenamiento. Más sorprendentemente fue que, después de la fase de entrenamiento, cuando finalmente se les mostró imágenes nuevas nunca antes vistas, los pájaros fallaron completamente a la hora de realizar un nivel mejor que el azar.
"Los datos sugieren que las aves estaban memorizando las masas en el conjunto de entrenamiento y nunca aprendieron a detectar los márgenes estrellados y otras características de las lesiones que se pueden correlacionar con la malignidad", apunta Levenson. "Pero, como esta tarea refleja la dificultad que incluso los seres humanos tienen, indica cómo las palomas pueden ser imitadores fieles de las fortalezas y debilidades de los seres humanos en la visualización de imágenes médicas", agrega.
