Ljudi već dugo znaju da je pseći njuh nešto posebno. U praksi se psi redovito treniraju da svojim osjetilom mirisa – koje se često opisuje kao višestruko osjetljivije od ljudskog – otkrivaju eksplozive, droge, vatreno oružje i nestale osobe. Pitanje koje se pritom sve češće postavlja glasi: mogu li psi prepoznati i miris bolesti?
Prvi poznati znanstveni opis situacije u kojoj je pas “upozorio” vlasnika na bolest objavljen je 1989. godine. U izvješću je opisan pas koji je uporno njuškao i grickao madež na nozi svojeg vlasnika; kasnije se pokazalo da je riječ o melanomu. Taj je slučaj potaknuo ideju da bi rak – kao i neke druge bolesti – mogao imati prepoznatljiv mirisni potpis te da bi psi mogli imati ulogu u dijagnostici ili probiru.
Od tada su brojna istraživanja ispitivala koliko uspješno psi mogu detektirati različita zdravstvena stanja: određene vrste raka, bakterijske infekcije, prednapadajne i napadajne epizode poput epileptičkih napadaja, promjene povezane sa spavanjem, metaboličke poremećaje te bolesti koje pogađaju druge životinje, pa čak i biljke. Zajednička je pretpostavka da se u tjelesnim izlučevinama ili na površini tijela pojavljuju hlapljivi spojevi povezani s promjenama u metabolizmu, upali ili rastu tumora, a da ih pas može razlikovati od uobičajenog mirisa.
U jednoj metaanalizi znanstvenica za dobrobit životinja Daigle s Texas A&M University i suradnici pregledali su postojeće studije o tome koliko psi mogu biti pouzdani pokazatelji bolesti. Polazište nije bilo samo pitanje o ljudskom zdravlju, nego i vrlo praktična ideja iz veterinarskog okruženja: može li se pseći njuh iskoristiti za prepoznavanje bolesnih goveda u uvjetima u kojima je laboratorijska obrada spora, skupa ili logistički zahtjevna?
“Do toga je došlo jer me jedan suradnik pitao mislim li da bismo mogli koristiti pse da nanjuše bolesne krave”, navodi Daigle. “Rekla sam da ne znam, ali mogu ‘govoriti pseći’ i možemo to provjeriti.” U toj rečenici sažeta je i glavna napetost cijelog područja: psi često djeluju izvanredno, no znanstveni okvir mora razdvojiti stvarne signale mirisa od utjecaja okoline, očekivanja i načina testiranja.
Testovi njuha
Daigle je s doktorandom Aidenom Jugeom i kolegicom Margaret Foster provela metaanalizu 58 studija u kojima su psi trenirani za detekciju bolesti ili zdravstvenih stanja kod ljudi, drugih životinja ili biljaka. U tim studijama psi su najčešće dobivali uzorke (primjerice briseve, dah, urin, krv, znoj ili materijal s kože) te su morali označiti uzorak koji potječe od oboljele osobe ili jedinke.
Iako se protokoli razlikuju, većina istraživanja se oslanja na tri standardna pokazatelja uspješnosti. Prvi je osjetljivost, odnosno udio slučajeva u kojima pas ispravno prepozna uzorak povezan s bolešću. Drugi je specifičnost, odnosno udio slučajeva u kojima pas ispravno ne odabere uzorak zdravog ispitanika. Treći je ukupna točnost, koja predstavlja omjer svih ispravnih klasifikacija u odnosu na ukupno testirane uzorke. Takvi pokazatelji omogućuju usporedbu studija, ali samo ako su uvjeti testiranja dovoljno slični.
U ukupnoj slici istraživači su zabilježili visoku razinu uspjeha u većini uključenih studija, bez obzira na to mjeri li se osjetljivost, specifičnost ili točnost. Juge ističe da su medijani za sva tri pokazatelja bili “u devedesetima”. Drugim riječima, u tipičnom istraživanju psi su često razlikovali uzorke bolje nego što bi se očekivalo slučajnim odabirom, a ponekad i iznenađujuće stabilno kroz više ponavljanja.
Pritom se pasmina nije pokazala presudnom. U praksi se često preferiraju radne pasmine zbog motivacije, izdržljivosti i sklonosti suradnji, no metaanaliza sugerira da se uspješnost ne može svesti na jednu pasminu. Umjesto toga, veći utjecaj mogu imati temperament pojedine životinje, kvaliteta treninga, jasnoća kriterija označavanja te dosljednost nagrađivanja tijekom učenja. U mnogim protokolima psi rade u kratkim serijama, s pauzama, kako bi se smanjio umor i gubitak koncentracije.
Najizraženije razlike pojavile su se u dizajnu studija. Posebno se istaknulo pitanje “dvostruko slijepog” testiranja. U dvostruko slijepom protokolu ni pas ni vodič ne znaju koji su uzorci pozitivni, a koji negativni, čime se smanjuje mogućnost nesvjesnog usmjeravanja. Metaanaliza je zabilježila da je specifičnost bila viša u studijama koje nisu bile dvostruko slijepe. Takav obrazac sugerira da psi mogu čitati suptilne znakove eksperimentatora ili vodiča kada kontrola nije stroga, što može “zamuti” rezultat i stvoriti dojam bolje preciznosti nego što bi se dobilo u strože kontroliranim uvjetima.
Da bi se izbjegla takva pristranost, dio istraživanja koristi automatizirane sustave za prikaz uzoraka i bilježenje odabira, ili odvojene timove koji pripremaju uzorke i one koji provode testiranje. U praksi je to zahtjevnije, ali je ključno ako se želi procijeniti stvarna sposobnost mirisne diskriminacije. U suprotnom, psi mogu naučiti obrazac ponašanja ljudi – promjenu držanja, ritam disanja, mikropokrete ruke – i povezati ga s nagradom.
Vrsta bolesti također je bila važna. U metaanalizi su rak pluća i rak prostate bili među najčešće proučavanim stanjima. Istraživači su uočili da je detekcija bila uspješnija kod nekih vrsta raka i bakterijskih stanja nego kod kroničnih poremećaja. Među kroničnim stanjima spominju se epizode napadaja, apneja u snu i dijabetes, pri čemu su rezultati bili neujednačeniji. Jedno je moguće objašnjenje da mirisni signal kod kroničnih stanja nije uvijek stabilan – može varirati ovisno o fazi bolesti, terapiji, prehrani, stresu ili dnevnom ritmu.
Juge napominje da su rijetke studije o kroničnim stanjima često uključivale životinje koje su izvorno trenirane kao medicinski psi za upozoravanje, usmjereni na specifičan miris svojeg vodiča. Kada se zatim od njih traži da isti obrazac prepoznaju kod nepoznatih osoba, uspješnost može pasti. To otvara pitanje oslanjaju li se psi u takvim ulogama više na miris ili na poznatost i rutinu s vodičem – ili na kombinaciju oba čimbenika, ovisno o zadatku.
U praktičnom smislu, trening za detekciju bolesti obično uključuje postupno učenje: od jednostavne razlike između “bolesno” i “zdravo” do složenijih scenarija s više kontrolnih uzoraka i ometajućih mirisa. Kvaliteta uzorka pritom je presudna. Ako su uzorci prikupljeni različitim metodama, pohranjeni u različitim uvjetima ili kontaminirani mirisima okoline, pas može naučiti razlikovati upravo te razlike, a ne miris bolesti. Zbog toga su protokoli prikupljanja i pohrane često detaljni, a dio istraživanja uključuje i “lažne tragove” kako bi se provjerilo na što se pas doista oslanja.
Dodatna složenost je i heterogenost ljudi i životinja. Različite osobe imaju različitu baznu “mirisnu pozadinu” zbog genetike, prehrane, lijekova, higijenskih proizvoda i okoliša. Ako uzorci dolaze iz male skupine ispitanika, postoji rizik da pas zapamti pojedince umjesto mirisne značajke bolesti. Zato su u dobro osmišljenim studijama važni veliki i raznoliki uzorci, nasumično raspoređivanje te ponovljena testiranja u kojima se mijenjaju kombinacije uzoraka.
Unatoč tim izazovima, metaanaliza je pokazala da psi u laboratorijskim uvjetima često postižu visoke rezultate. No laboratorij je specifično okruženje: mirisi su kontrolirani, distrakcije minimizirane, a zadatak jasno definiran. Stvarni svijet je suprotan: mješavina mirisa, vremenski pritisak, varijabilnost uzoraka i promjene ponašanja ljudi. Upravo je zato prijenos iz laboratorija u praksu središnje pitanje, a ne samo postizanje visokog postotka u kontroliranom testu.
Najbolji prijatelj liječnika
Juge smatra da psi mogu biti korisni za olakšavanje ranog prepoznavanja bolesti u okruženjima koja nemaju dovoljno resursa, stručnog osoblja ili vremena za opsežno laboratorijsko testiranje. U takvim situacijama, psi bi mogli služiti kao brza prva linija probira: izdvojiti one uzorke ili osobe kod kojih je vjerojatnost problema veća, a zatim usmjeriti ograničene laboratorijske kapacitete tamo gdje su najpotrebniji.
“Psi su vrlo dobri u brzom probiru velikog broja uzoraka”, navodi on. “Mogli bi pružiti dobar prvi test probira za prepoznavanje pojedinaca kojima je potrebno preciznije laboratorijsko testiranje. No treba više istraživanja o tome kako se ponašaju u situacijama koje bolje oponašaju stvarne uvjete.” U toj rečenici naglasak je na simulaciji stvarnosti: gužva, buka, različiti operateri, promjenjivi uzorci i ograničeno vrijeme mogu promijeniti performanse.
Jedna primjena koja posebno zanima Daigle i Juge je detekcija bolesnih goveda. Suradnik koji je postavio pitanje želio je znati mogu li psi biti trenirani da prepoznaju goveđu respiratornu bolest, stanje koje se može pojaviti u tovnim sustavima. U takvim okruženjima pravovremeno prepoznavanje oboljelih životinja važno je za dobrobit stada i za odluke o liječenju, ali se znakovi bolesti ponekad teško uočavaju u ranoj fazi.
Daigle navodi dvije karakteristike koje bi mogle ići u prilog takvoj primjeni. Prva je iznimna osjetljivost njuha. Druga je sposobnost učenja, komunikacije i rada s ljudima, uključujući visoku motivaciju za zadatke koji imaju jasnu strukturu i nagradu. U kontekstu rada na terenu, ta kombinacija znači da psi ne bi bili samo “senzor”, nego i partner u procesu: mogu signalizirati odabir na način koji je vodiču jednoznačan, ponovljiv i brz.
“Budući da su goveda plijenska vrsta, često dobro skrivaju ranjivost ili slabost, što može otežati prepoznavanje onih kojima treba pomoć”, objašnjava Daigle. “No kemiju tijela ne možete sakriti.” Ideja je da bi promjene u disanju, upali i metabolizmu mogle dovesti do promjena u hlapljivim spojevima koji se mogu uhvatiti na bris ili u uzorak iz nosa. Ako bi pas mogao dosljedno razlikovati takve uzorke, to bi moglo pomoći u ranijem probiru.
“Psi bi mogli biti most između ljudi i goveda: mi s njima možemo komunicirati, a oni mogu uhvatiti mirisne znakove iz goveda koje mi ne možemo te nam reći što ‘miriše’ u redu, a što ne”, navodi Daigle. U toj zamisli, pas postaje prevoditelj između biološkog signala i ljudske odluke – no samo ako je signal dovoljno robustan i ako je trening postavljen tako da izdrži varijacije terena.
Daigle, Juge i suradnici nedavno su dovršili pilot-istraživanje u kojem su trenirali dva psa da prepoznaju goveđu respiratornu bolest na temelju nazalnih briseva. Tijekom treninga životinje su pokazale određenu sposobnost razlikovanja uzoraka zdravih i bolesnih jedinki. Međutim, u testnoj fazi izvedba je bila tek neznatno bolja od slučajnosti. Istraživači su naveli da složenost zadatka – uključujući dodatni “šum” uzoraka prikupljenih na terenu – upućuje na potrebu dodatnog testiranja kako bi se utvrdilo može li takav probir biti učinkovit u praksi.
“Šum” u terenskim uzorcima može značiti mnogo toga: varijabilnu količinu materijala na brisu, razlike u trenutku uzorkovanja u odnosu na početak bolesti, kontaminaciju prašinom, hranom ili sredstvima za čišćenje, kao i razlike u temperaturi i načinu pohrane prije testiranja. Ako psi nauče prepoznati sporedne tragove, a ne ciljanu bolest, rezultat može izgledati obećavajuće u treningu, ali se raspasti u neovisnom testu. Zbog toga je metodologija prikupljanja i označavanja uzoraka jednako važna kao i sam trening.
Drugi izazov je reprezentativnost uzoraka. U laboratoriju je lakše osigurati da “pozitivni” i “negativni” uzorci budu jasno razdvojeni i stabilni. Na terenu se pojavljuju rubni slučajevi: životinja može biti u ranoj fazi, može imati više istodobnih problema ili može biti pod terapijom koja mijenja mirisni profil. Ako se takve situacije ne uključe u trening, pas može biti siguran samo u “idealnim” primjerima. U kontekstu probira, to je značajno jer se najviše vrijednosti često očekuje upravo u ranom prepoznavanju, kada su klinički znakovi slabi.
U nastavku rada istraživači planiraju doraditi metodologiju: standardizirati uzorkovanje, povećati raznolikost uzoraka, testirati protokole koji bolje oponašaju terenske uvjete te jasnije razdvojiti ulogu vodiča od pripreme i kodiranja uzoraka. Ujedno se postavlja i pitanje operativne implementacije: kako osigurati dosljednost između različitih timova, kako definirati prag za “pozitivan” signal, te kako uklopiti pse u tok rada bez ometanja životinja i osoblja.
Metaanaliza i pilot-istraživanje zajedno upućuju na praktičan okvir u kojem bi psi mogli imati najveću vrijednost: kada invazivno uzorkovanje nije izvedivo, kada treba brzo pregledati velik broj uzoraka te kada je cilj prvenstveno probir i usmjeravanje resursa, a ne konačna dijagnoza. Istodobno, dio dokaza o visokoj uspješnosti trenutno je snažnije vezan uz laboratorijska okruženja nego uz svakodnevne uvjete. Upravo zato ostaje otvoreno kako najbolje dizajnirati testiranja, kako odabrati uzorke koji predstavljaju stvarnu varijabilnost i kako procijeniti dugoročnu stabilnost performansi kada psi rade izvan strogo kontroliranih prostora.
