Skurril: Tauben als Radiologen

Ob das Schnittbild einen Tumor zeigt, kann diese Taube erkennen (Foto: University of Iowa/Wassermann Lab)

Tauben sind deutlich schlauer als man ihnen landläufig nachsagt. Die gewieften Vögel haben sich souverän an das Leben in unseren Städten angepasst und besitzen zudem ein bemerkenswert gutes Bildgedächtnis. Jetzt zeigt sich: Mit ein wenig Training machen die Tauben sogar den Radiologen Konkurrenz. Denn sie lernen verblüffend schnell, Krebstumore in Bildern von menschlichen Gewebeschnitten oder in Mammografie-Aufnahmen zu erkennen. Und in einigen Fällen haben sie dabei die gleichen Schwierigkeiten wie ihre menschlichen "Kollegen".

Das Gehirn der Taube ist zwar nur so groß wie die Spitze unseres Zeigefingers, aber dieses winzige Denkorgan vollbringt erstaunliche Leistungen. Schon vor einigen Jahren entdeckten Forscher, dass Tauben genauso gut zählen wie Affen und sogar abstrakte Zahlenregeln befolgen können. Die gemeine Felsentaube (Columba livia) ist zudem ein ausgesprochen guter Beobachter. "Die Forschung der letzten 50 Jahre hat gezeigt, dass Tauben menschliche Gesichter und sogar deren Gefühlsausdrücke unterscheiden können", erklärt Seniorautor Edward Wasserman von der University of Iowa. "Sie erkennen zudem Buchstaben des Alphabets, fehlgeformte Arzneikapseln und können sogar die Gemälde von Monet von einem Picasso unterscheiden." Die für diese Aufgaben zuständigen Schaltkreise im Gehirn sind dabei den unsrigen sehr ähnlich. Ebenso beeindruckend ist auch das visuelle Gedächtnis dieser Vögel: Sie können sich mehr als 1800 verschiedenen Bilder merken – damit hätte vermutlich selbst mancher Mensch Probleme.

Aber können die schlauen Vögel auch geschulten menschlichen Beobachtern das Wasser reichen? Um das herauszufinden, stellten die Forscher die Tauben vor eine hochspezialisierte medizinische Aufgabe: Die Vögel sollten lernen, bösartige Zellwucherungen in histologischen Präparaten von gesundem Gewebe zu unterscheiden. In dem farbigen Gewirr von Flecken und Formen etwas zu erkennen und die korrekte Diagnose zu stellen, kostet menschliche Pathologen Monate bis Jahre des Lernens und der Erfahrung. Um die Tauben zu trainieren, zeigten die Forscher ihnen jeweils einen Gewebeschnitt mit oder ohne Tumor, den die Tauben durch Antippen einer von zwei Tasten zuordnen sollten. Trafen sie dabei die korrekte Wahl, erhielten sie eine Futterbelohnung. Im Laufe des Trainings erhöhten die Wissenschaftler dann den Schwierigkeitsgrad: Die Vögel mussten nun die Tumore auch in stärker vergrößerten Aufnahmen und in Schwarzweiß identifizieren.

Mehr als 80 Prozent Trefferquote

"Die Vögel waren bemerkenswert gut darin, zwischen gutartigen Wucherungen und bösartigem Brustkrebs zu unterscheiden – eine Aufgabe, die unerfahrene menschliche Betrachter verwirren kann", berichtet Erstautor Richard Levenson von der University of California in Davis. "Die Treffsicherheit der Tauben erhöhte sich von anfangs 50 Prozent auf fast 85 Prozent – nach nur 13 bis 15 Tagen des Trainings." Dass die gefiederten Probanden sich dabei nicht einfach nur die einzelnen Bilder gemerkt hatten, belegte ein weiterer Test. Bei diesem mussten die trainierten Tauben nun auch ihnen völlig unbekannte Gewebeschnitte begutachten und zuordnen. Auch dabei schnitten sie sehr gut ab: "Die Tauben konnten das, was sie gelernt hatten, generalisieren", erklärt Levenson. "Dadurch gelang es ihnen, die ihnen unbekannten Aufnahmen korrekt zu identifizieren." Setzten die Forscher vier Vögel gleichzeitig an eine Aufnahme, dann lag deren kumulierte Trefferquote sogar bei 90 Prozent – das ist besser als bei manchem angehenden Pathologen.

Damit nicht genug, testeten die Forscher die diagnostischen Fähigkeiten der Tauben in einer weiteren Disziplin: der Mammografie. Auch hier lernten die Vögel in einer Trainingsphase zunächst, Aufnahmen von krebsbedingten Mikroverkalkungen oder von verdächtigen Verdichtungen im Brustgewebe von gesundem Gewebe zu unterscheiden. Bei den als kleine weiße Flecken sichtbaren Mikroverkalkungen erwiesen sich die Tauben als ähnlich gute Diagnostiker wie bei den Gewebeschnitten: Ihre Trefferquote lag zwischen 70 und 85 Prozent, wie die Forscher berichten. Erheblich größere Probleme hatten die Tauben allerdings, wenn sich der Brustkrebs nur über Verdichtungen in der Mammografie-Aufnahme verriet. Sie benötigten statt weniger Tage mehrere Wochen, um die Trainingsbilder korrekt zuzuordnen. Bei unbekannten Aufnahmen versagten sie dagegen völlig. "Das zeigt, wie schwierig diese Aufgabe  ist – selbst menschliche Experten scheitern hier häufig", sagt Levenson. Denn die subtilen Unterschiede zwischen den Tumoren und normalen Verdichtungen seien oft nicht leicht zu erkennen. "Diese Aufgabe demonstriert damit, dass die Tauben ähnliche Schwächen und Stärken beim Erkennen und Interpretieren medizinischer Bilder haben wie wir Menschen", meint der Forscher.

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