狗医生

狗经常被描述为人类最好的朋友。一天开始的时候，狗总是在那里迎接你，晚上，它会疯狂地摇着尾巴欢迎你回家，当你情绪低落的时候，它会让你感觉好一点。对许多人来说，狗是家庭的一员。但它们不仅能让灰暗的天空变得明亮，而且还能通过训练帮助拯救生命，用它们超强的嗅觉帮助我们完成任务。嗅出癌症只是其中一个例子。

你的狗闻起来怎么样?

你有没有注意到，当你把饼干藏在某处时，狗狗似乎总是跑来跑去?这是因为狗的嗅觉系统非常先进，对气味的敏感程度远远超过人类。

狗的鼻子的功能也与我们的鼻子大不相同。当狗吸气时，鼻孔里的一层组织有助于将空气分成两条不同的通道，它们的功能截然不同;一些进入肺部用于呼吸，而其余的主要用于嗅觉。用于嗅觉的空气被引导到鼻甲，这是一个密集折叠的组织区域，其中包含数千种不同的嗅觉受体[1]。在这里，受体根据它们的大小和形状与特定的空气颗粒结合，就像锁和钥匙一样。这种互补匹配会触发一个电信号，并将其发送到大脑进行分析。通过这种方式，狗可以开始处理它们闻到的气味——无论是藏得很好的饼干，还是更邪恶的东西，比如毒品或爆炸物。

好好利用你的鼻子

狗被广泛用于安全目的，常见于机场、足球场和其他高风险区域;威慑犯罪分子，并识别附近的可疑物品。狗也经常被训练成残疾人的辅助工具，例如导盲犬，它们尽职尽责地为视力受损的主人提供指导，使他们能够过上更积极的生活。狗最近开始接受训练，以充分利用它们优越的感官来嗅出人类致命的疾病。

根据一些医生的说法，某些疾病与一种独特的气味有关，肺部的呼吸系统疾病会影响患者呼吸的气味，而其他疾病会影响患者的汗液或尿液。这些迹象往往是微妙的，人类很难察觉，但似乎人类闻不到的东西，其他动物可以。

糖尿病嗅探犬已经存在，它们经过训练，可以通过嗅出患有糖尿病的主人的呼吸来检测出他们的血糖水平是否较低，在这种情况下，它们可以警告主人并寻求帮助[2]。

癌症是另一种被认为会散发气味的疾病。根据一份癌症研究统计报告，英国约有四分之一的人死于癌症[3]。因此，极为重要的是，诊断测试是有效的，以便在疾病扩散和扩大到无法治疗之前发现它。嗅探犬可能是一种新颖的方法……

那么狗到底在探测什么呢?

世界各地都有很多关于狗狗的轶事故事，它们会通过舔、抓或盯着患病部位来反复“警告”主人出了问题。在宠物不寻常行为的刺激下，一些主人在医学测试后发现，宠物身上有癌细胞。早在2004年，这种早期发现就拯救了无数人的生命，并激励科学家们开始适当的科学研究[4]。

人们认为，狗狗利用它们高度先进的嗅觉系统来检测恶性癌细胞产生的挥发性有机化合物——挥发性是指它们以气体的形式释放出来，有机是指它们在体内产生。恶性细胞迅速分裂并扩大大小，发生蛋白质变化，导致细胞膜破裂，这是一种包膜。当这个由脂质脂肪组成的包膜被分解时，挥发物可以逃逸并被检测到。

现在，英国米尔顿凯恩斯的医疗检测犬等组织正在训练狗嗅出这种危及生命的疾病。

培训过程是如何进行的?

不出所料，用了很多饼干。狗的品种是有选择性地选择的，因为它们有利用气味寻找和定位的倾向，并且受到食物或网球奖励的高度激励。这些工作品种往往是西班牙猎犬或拉布拉多犬，选择他们的能力发现和检索。

训练的基本原理是，当狗狗成功识别出癌症样本时，就会给予奖励。这是一个积极强化的例子，狗把找到具有特定气味的样本的行为与奖励联系在一起。

这些狗经过训练，可以根据癌症的类型筛选病人的呼吸或尿液样本。训练过程使用旋转木马系统，气味样本被放在小罐子里——一些来自健康个体，一个来自癌症患者。当使用尿液时，只需要0.5毫升的液体——少量的液体对狗狗高度敏感的嗅觉来说是没有问题的。遛狗绕着旋转木马转一圈，当它们找到正确的目标时，它们会给出“坐下”或“站起来”的指示，然后得到奖励。

狗能够检测出各种各样的癌症，包括前列腺癌，前列腺癌是英国男性最常见的癌症，每年有超过40000例新病例被诊断出来[6]。

研究表明，狗是非常准确的，假阳性率很低。例如，2011年发表在《欧洲泌尿学》(European Urology)上的一项研究表明，在33例前列腺癌样本和健康样本中，一只狗成功地区分了30例前列腺癌样本和健康样本，准确率达到91%[7]。

我们会开始看“狗医生”吗?

在未来，狗会以两种方式产生巨大的影响。首先，在短期内，它们可以为前列腺癌等难以诊断的癌症提供二次筛查。多种诊断技术将提供更高的可靠性。

其次，由于在国内为每个医生的手术提供自己的专用狗是不切实际的，因此正在进行的研究涉及电子鼻的开发，即“电子鼻”，源于狗的工作。如果癌症在早期阶段被发现，在它有机会变大或扩散到身体的其他部位之前，它可以更容易和有效地治疗。电子鼻提供了一种廉价、非侵入性和可靠的早期癌症诊断方法，给病人提供了最好的生存机会。更好的是，它们不需要喂食或散步!

但是电子鼻是如何工作的呢?这些电子系统的工作原理与鼻子相似，当病人对着管子呼吸时，它们会捕捉到气味分子。

在一种设备中，传感器分析呼吸中包含的1000多种不同气体，以识别那些可能表明有问题的气体。感兴趣的气体——与疾病有关的气体——与系统内的传感器结合，就像我们鼻子里的感受器一样，它会发出一个电信号来表示匹配。

另一种气味嗅探装置使用患者呼出的空气，并检查“生物标志物”与数据库中记录的已知乳腺癌特征的匹配[8]。这可以减少对乳房x光检查的需求，许多女性认为乳房x光检查是一种不愉快的经历。

自20世纪80年代以来，对电子鼻的研究已经开展，目前存在的原型具有80%的准确性[9]。用于医院的电子鼻的目标是体积小，便于运输，价格便宜。包括发展中国家在内的世界各地的外科手术都可以配备电子鼻装置，作为常规检查的一部分。结果很快，几分钟就能出来，而不是几周，这让医生能够更快地做出反应，并将治疗付诸行动。甚至有人认为，在遥远的将来，它可以被开发成一款应用程序——一款手机和平板电脑上的“应用程序”。只要对着手机呼气，内置的传感器就会提醒你是否应该去看医生。

“狗是世界上唯一爱你胜过爱自己的东西。”——乔什·比林斯

看来我们聪明的犬科动物有帮助拯救生命的潜力。所以，下次你的狗捣乱时，记住，有一天，它们可能会救你的命。