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.
В традиционных исследованиях кто-то владеет этой информацией, и собака получает награду. Но в условиях скрининга, говорит доктор Хакнер, «отсутствие подкрепления приводит к стрессу и у собак, и у дрессировщиков».
Доктор Хакнер, сам большой любитель собак, добавляет, что они не уходили с работы совсем без награды.
– О них очень заботились, и, конечно, в конце эксперимента они получали вознаграждение. (Он обращался со служебными собаками в точности как со своим псом, 10-летним биглем по имени Пауль, про которого говорит, что тот «каждый день украшает мою жизнь».)
В ходе тестирования собаки распознали 78 % образцов с признаками рака легких. Но они указали на 66 % «здоровых» образцов, как на больные. (Иными словами, собаки показали чувствительность 78 % и специфичность 34 %.) Будь это реальный скрининг, он привел бы к упущенному диагнозу у немалого количества больных, в то время как здоровые тревожились бы, дожидаясь подтверждения у себя раковой опухоли.
В статье, опубликованной в «Journal of Breath Research», доктор Хакнер и его соавторы делают вывод: «Распознавание собаками запахов в ситуации реального скрининга может быть недостаточно эффективным. Одной из причин такого снижения эффективности является стресс от отсутствия положительных результатов у собак и дрессировщиков».
Получается, что без регулярного подкрепления полагаться на собаку нельзя. Авторы упоминают о необходимости «разработки механизмов положительного подкрепления для будущих экспериментов. Будет полезно обеспечивать собакам возможно частый контакт с образцами, получаемыми от людей». Добавление положительных образцов в те, что предоставляются на скрининг, поможет поддерживать у собак мотивацию и энтузиазм.
Большинство исследователей, работающих в данной области, соглашаются, что собаки хорошо распознают рак в лабораторных условиях, когда кто-то знает, какой из образцов положительный, и может наградить собаку за точность. Наша методология совершенствуется, и необходимо, чтобы точность экспериментов возрастала вместе с ней.
Но смогут ли собаки со временем достаточно надежно различать образцы больных клеток, когда диагноз пациентам еще не поставлен, в ходе реальных скринингов? Я пока слышала лишь об одном специалисте, который попытался провести нечто подобное
[27]. Мне бы хотелось, чтобы таких скринингов было больше, поэтому я собрала вещи и отправилась на запад. Далеко на запад. Книга о собаках-врачах привела меня в живописную местность в таких краях, где я и не чаяла побывать.
