Собак можно обучить выявлять COVID-19 по запаху

Имея до 300 миллионов обонятельных рецепторов, собаки являются одними из лучших детекторов запахов в животном мире. Человеческий нос, для сравнения, содержит всего около 6 миллионов рецепторов запаха. Кроме того, мозг собаки отводит на анализ запахов на 40% больше мозгового пространства, чем у человека.

Обученные собаки не только могут обнаружить эти летучие органические соединения, но зачастую делают это с большей чувствительностью, чем аналитические приборы. Летучие органические соединения могут производиться живыми организмами, а также природными или синтетическими материалами. У человека они образуются в процессе обмена веществ в организме, затем попадают в кровь и, наконец, выделяются в воздух через кровь, мочу, кал, кожу или дыхание.

Ученые обнаружили, что собаки могут быть обучены успешно распознавать уникальные летучие органические соединения, называемые "биомаркерами", в выдыхаемом воздухе пациентов с определенными заболеваниями или хроническими состояниями, включая рак и диабет, а также для выявления предсудорожных состояний у людей, страдающих эпилепсией.

Команда специалистов по собачьему нюху из Международного университета Флориды хотела выяснить, входит ли COVID-19 в число заболеваний, которые могут обнаружить обученные собаки. Наше недавнее исследование, которое мы провели вместе с коллегой, судебным биологом ДеЭттой Миллс, подтвердило, что это так.

В недавнем исследовании ученые предположили, что люди, инфицированные COVID-19, будут выделять специфические летучие органические соединения, и что хорошо обученная собака-детектор сможет отличить эти биомаркеры от других летучих органических соединений. Поэтому в сотрудничестве с Baptist Health South Florida, некоммерческой организацией здравоохранения, ученые получили маски для лица от госпитализированных пациентов с подтвержденным диагнозом COVID-19, а также от тех, у кого анализ на COVID-19 был отрицательным.

Затем были обучены четыре собаки реагировать на положительные маски COVID-19, игнорируя при этом отрицательные маски COVID-19 и неиспользованные маски. В процессе обучения собаки научились различать биомаркеры, происходящие из дыхания COVID-19 и из дыхания, не относящегося к COVID-19.

После 40 двойных слепых испытаний - то есть, люди, тренировавшие собак, не знали, какие маски какие - ученые обнаружили, что каждая из четырех собак в этом исследовании точно определяла COVID-19 положительные маски более чем в 90% случаев.

Мак, помесь терьера, делал это правильно в 96,2% попыток. Кобра, бельгийский малинуа, была права в 99,4% случаев. One Betta, голландская овчарка, делала это правильно в 98,1% попыток, а Хаббл, помесь бордер-колли, - в 96,3% случаев.

В сентябре 2021 года Кобра и One Betta работали в двух отдельных 30-дневных экспериментальных исследованиях в международном аэропорту Майами, проверяя людей на наличие COVID-19.

Определение того, какие биомаркеры связаны с COVID-19, поможет в разработке материалов и учебных пособий для обучения других собак выявлению этого заболевания. Это также может способствовать разработке сенсоров COVID-19 для использования в устройствах для обнаружения запаха, которые впоследствии могут присоединиться к собакам, проводящим экспресс-тесты и собакам-ищейкам помочь взять пандемию под контроль.