Чуткий нос и холодный алгоритм. Как собаки и ИИ вместе находят рак
Человеческий нос примитивен рядом с собачьим нюхом. Лабрадор, овчарка или бигль улавливают одну молекулу из триллиона — примерно на уровне хорошего масс-спектрометра, а порой и точнее. Это значит, что собака способна распознать болезнь по запаху ещё до того, как ее заметит врач.
Первые эксперименты с обучением собак находить рак по запаху начались еще в 1980‑х, но всерьез этим занялись с начала 2000-х. В клиниках и лабораториях собаки учатся по дыханию или пробам мочи определять рак легких, простаты, груди и мочевого пузыря — эти виды составляют почти половину всех новых случаев.
В двойных слепых тестах — когда ни пёс, ни дрессировщик не знают, есть ли в пробе болезнь — чувствительность доходит до 99%. Это сопоставимо или даже лучше привычных скринингов. Но собака не прибор: она может устать, отвлечься или заскучать. И тут в игру вступает ИИ, который превращает каждую микрореакцию в данные для врача.
Как Марс унюхал болезнь
В конце 2024 года лабораторный лабрадор Марс стал героем новостей: вместе с напарниками Муном и Плутоном он помог израильскому стартапу SpotitEarly провести один из самых точных скринингов последних лет. SpotitEarly разрабатывает метод ранней диагностики на стыке биологии и машинного обучения.
Собака нюхает воздух, выдыхаемый человеком, и, если чует «запах» рака, садится или подает другой сигнал. Но не всякий сидящий пёс — это диагноз: людям бывает сложно считывать поведение животных.
Чтобы превратить нюх в точные данные, SpotitEarly подключила искусственный интеллект. Алгоритм с машинным зрением следит за собакой: фиксирует малейшие движения, позы, реакцию морды и хвоста — и переводит всё это в понятный сигнал «да» или «нет». Так собачий инстинкт превращается в повторяемый результат, который можно использовать и для пациента, и для обучения сенсоров.
В пилотном исследовании участвовали почти 1400 человек, из них 261 с подтвержденным диагнозом. Результат впечатлил даже скептиков: пёс и алгоритм вместе нашли рак в 94% случаев и почти не перепутали здоровых людей с больными — всего 60 ложных тревог из более чем тысячи проб.
Проект поддержали частные инвесторы и венчурные фонды: за 3 года SpotitEarly привлек около $8 млн и планирует к 2026 году выйти на рынок США. Для масштабирования стартап готовит новых специалистов — компактных биглей, которых проще содержать и обучать группами.
Маленький, да удаленький
За последние 20 лет чутких хвостатых специалистов тестировали во многих странах — от США до Японии. В Великобритании еще в начале 2000-х команда из Милтон-Кинс доказала, что собаки могут улавливать рак мочевого пузыря по пробам мочи: тогда чувствительность колебалась от 63 до 73% — солидно для первых опытов.
Японцы пошли дальше: легендарный лабрадор Марин из Университета Кюсю находил рак желудка и кишечника по дыханию и калу — чувствительность доходила до 91%. В Италии овчарки из клиники Humanitas Research Hospital установили рекорд: различали рак простаты по моче с точностью 99%.
В Канаде и США сейчас делают ставку на биглей: их учат нюхать дыхание прямо в мобильных клиниках. Бигли компактнее и спокойнее овчарок, а принцип тот же: запах, собака и алгоритм, который переводит нюх в диагноз.
Из лаборатории в клинику
Собаки сегодня помогают ученым понять, какие именно летучие органические соединения важны для диагностики. На основе этих данных разрабатывают «электронные носы» — приборы, которые смогут делать то же самое, но без собаки.
Рынок таких сенсоров и тестов уже оценивается в миллиарды: в 2023 году — около $20 млрд, а к 2030 году может превысить $35–40 млрд. Медицинская диагностика — одна из самых перспективных ниш: спрос растет быстрее, чем в промышленности или экологии.
Для клиник это экономия: вовремя найти рак дешевле, чем лечить запущенные стадии. Для пациентов — шанс выиграть время. Для бизнеса — новые приборы и сервисы, которые можно масштабировать по всему миру.
Пока «электронный нос» не способен полностью заменить собаку, но технологии быстро развиваются. Псы остаются эталоном: они показывают, какие молекулы действительно указывают на болезнь и как запах меняется на разных стадиях. Эти данные помогают инженерам отсеивать лишние сигналы и делать сенсоры точнее.
А когда прибор возьмет всё полностью на себя, лабрадорам и биглям всё равно найдется работа — они будут помогать ученым находить то, что машина пока не распознает.
