Ваш грозан дах покушава да вам каже нешто - а не само да је време да отворите боцу Листерине. Унутар тог облака лука и устајале туне рибе налазе се стотине хемијских једињења, која се комбинују у устима и стварају омјер јединствен као отисак прста. Анализом тог односа, истраживачи су смислили нови моћан начин за откривање потписа разних болести, од рака простате до Паркинсонове болести.
Сличан садржај
- Историја и наука иза вашег страшног даха
- Како је халитоза постала "лек" здравственим стањем
Данас у часопису Америцан Цхемицал Социети Нано, истраживачи откривају низ сензора који идентификују и биљеже јединствени "отисак" 17 различитих болести. Истраживачи се надају да ће њихова лепеза, која користи вештачку интелигенцију да упореди различите нивое и омјере 13 кључних хемијских једињења која се налазе у људском даху и различитим болестима, отворити пут за свестрано медицинско дијагностичко средство. Након узорковања даха више од 1.400 људи, установили су да њихова техника може разликовати болести са 86% тачности.
Наука која стоји иза мириса даха човека налази се у пакету органских хемијских једињења која рутински избацујемо у ваздух са сваким смехом, криком или уздахом. Ова једињења често су обележена знаковима биохемијских промена узрокованих специфичним болестима - појавом која је основа савремене дијагнозе даха. Проблем је у томе што треба просијати много позадинске буке: У облаку издаха, обично ћете видети стотине ових једињења.
Древни лекари који датирају још од 400. године пре нове ере знали су да постоји нешто што би требало бити прикупљено од њушења даха болесној особи. Славни грчки лекар Хипократ, између осталих, користио је мирис даха својих пацијената како би открио шта их мучи. (Још горе, неки лекари су осетили мирис мокраће или столице својих пацијената.) Од тада смо постали мало софистициранији; анализа даха је успешно коришћена за дијагнозу цирозе јетре, дијабетеса и колоректалног карцинома. Постоји чак и посвећени часопис за истраживање дисања .
Али раније су се такви напори углавном користили за откривање једне болести. У новој студији, Хоссам Хаицк, стручњак за нанотехнологију на Технион-Израелском институту за технологију и неколико десетина међународних сарадника желели су да поставе основу за опште дијагностичко средство за препознавање дисајних потписа многих болести, укључујући затајење бубрега, рак плућа, Црохнова болест, МС, рак простате и јајника, и још много тога. Њихов низ прво процењује релативно обиље сваког једињења у даху особе, а затим упоређује потписе болести са здравим појединцима.
"Имамо мешавину једињења која карактеришу дату болест, а та се слика разликује од једне до друге болести", објашњава Хаицк. Користећи анализу масене спектрометрије, група је прво идентификовала специфичне састојке потписа за 17 различитих болести. Затим су узорковали дах више од 1.400 људи, користећи сензорни низ угљених наноцевки и честица злата да региструју коју мешавину једињења су издахнули. Пакет компјутерских алгоритама дешифровао је оно што су им подаци рекли о присуству или одсуству сваке болести.
Тада долази до вештачке интелигенције. „Систем можемо научити да отисак зрака може бити повезан са одређеном болешћу“, каже Хаицк, који је водио студију. „Дјелује на исти начин као што смо ми пси користили да откријемо специфична једињења. Доносимо нешто псу на нос, а пас ће ту хемијску мешавину пренети у електрични потпис и доставити је мозгу, а затим је меморисати у одређеним деловима мозга ... Управо то радимо. Остављамо да мирише на одређену болест, али уместо носа користимо хемијске сензоре, а уместо мозга користимо алгоритме. Тада у будућности може препознати болест као што пас може препознати мирис. "
Јонатхан Беауцхамп, физичар заштите животне средине у Фраунхофер-институту за процесно инжењерство и паковање у Њемачкој, рекао је да ова технологија представља обећавајући начин да се надмаши велика препрека у анализи даха. "Исти ХОС-и (испарљива органска једињења) често се светлују као маркери за многе различите болести", каже он. „Заиста је широко прихваћено у заједници истраживања даха да јединствени ВОЦ за одређене болести вероватно неће постојати.“
Стога, потрага за концентрацијама различитих ВОЦ у односу један према другом, као што су то урадили Хаицк и његове колеге, може доказати тачнију дијагностичку методу, додаје. "Ови резултати показују високу тачност у разликовању једне специфичне болести према другој ... Тренутна студија јасно показује снагу и обећања технике златне наночестице", каже он.
У истраживању је учествовало на десетине научника са седишта у 14 истраживачких институција у пет различитих земаља. Учесници су јој били подједнако разнолики: средња година је била 55; отприлике половина су били мушкарци, а половина жене; а око једне трећине су били активни пушачи. Учесници су регрутовани широм света у Сједињеним Државама, Израелу, Француској, Летонији и Кини. „Велики број предмета из различитих географских подручја заиста је кључна снага ове студије“, каже Цристина Давис, биомедицинска инжењерка која води лабораторију за биоинструментацију на Калифорнијском универзитету у Давису.
"Већа клиничка испитивања попут ове помоћи ће померању границе анализе даха напред и требало би да доведу до обећавајућих медицинских алата за клиничку праксу", додаје Давис, који није био укључен у студију. „Они су преузели нова знања о спектрометрији маса и повезали их са својим новим сензорским излазом.“
Хаицк се нада да ће опсежно тестирање његовог тима довести до широке употребе наносистема. Каже да би је, с обзиром на то да је приступачна, неинвазивна и преносива, могла широко користити за проверу болести. Прегледом чак и оних без симптома такав алат би могао омогућити врсте раних интервенција које воде бољим резултатима.
Али овај "нос" са АИ-ом може имати и апликације далеко више од медицинске дијагностике. Неколико компанија је већ лиценцирало то за друге апликације, каже Хаицк. Међу мноштвом потенцијалних употреба он истиче да би се низ могао користити за контролу квалитета откривањем кварења хране. Такође би се могао користити за обезбеђење на аеродромима, детекцијом хемијских потписа експлозивних направа.
„Систем је веома осетљив и једноставно га морате обучити за различите врсте апликација“, каже он.
