Барт Ветженс: как я учил крыс находить противопехотные мины по запаху

На TEDxRotterdam Барт Ветженс рассказывает о своем экстраординарном проекте - обучении крыс поиску противопехотных мин по запаху. Он демонстрирует фильмы о действиях "крыс-героев" и анонсирует следующую фазу своей работы: обучение крыс выявлению туберкулезной палочки в лаборатории.

Сегодня я хочу поделиться с вами

уникальным путешествием,

уникальным и очень стоящим путешествием,

которое привело меня

к обучению крыс

спасать человеческие жизни,

обнаруживая противопехотные мины

и туберкулез.

В детстве у меня было 2 увлечения.

Во-первых, я любил грызунов.

У меня были все виды крыс,

мышей, хомяков,

песчанок, белок.

Назовите любой вид - я точно его разводил и продавал в магазины.

(Смех)

Второй моей страстью была Африка.

Я рос в многонациональной среде -

у нас в доме всегда жили африканские студенты,

и я слушал их истории,

такие разные,

об их зависимости от импортируемых ноу-хау,

от товаров, услуг,

об их пышном культурном разнообразии.

Я был искренне очарован Африкой.

Я стал промышленным инженером -

занимался разработкой продукции

и сфокусировался на технологиях адекватного обнаружения,

на самом деле самых первых технологиях,

подходящих для развивающихся стран.

Я начал работать в промышленности,

но не получал удовольствия от работы

на пользу материалистического общества потребления

в режиме линейности, экстрагирования

и производства.

И я ушел с этой работы, чтобы заняться реальной проблемой -

противопехотными минами.

Мы сейчас говорим о 1995 годе.

Принцесса Диана говорит на телевидении о том,

что противопехотные мины - структурное препятствие

на пути любого развития, и это чистая правда.

Пока эти устройства лежат в земле,

или есть на это подозрение,

этой землей пользоваться нельзя.

То есть сформировался мировой общественный запрос

на новые детекторы

для устойчивой среды

там, где они нужны для производства,

в основном в развивающихся странах.

Мы выбрали крыс.

Почему крысы?

Разве они не паразиты?

На самом деле, крысы

прямо противоположны тому, что люди о них думают -

это высоко развитые и социальные животные.

И вот наш продукт - вы видите.

Где-то здесь есть объект.

Вы видите оператора, обученного африканца

с крысой на переднем плане,

которая ходит вправо-влево.

Вот животное находит мину.

Крыса скребет землю.

И возвращается за наградой - едой.

Очень просто.

Очень устойчиво в этой среде.

Вот животное получает награду.

Вот так это работает.

Очень, очень просто.

Так почему мы используем крыс?

Крысы использовались человеком в разного рода экспериментах

с 50-х годов прошлого века.

У крыс гораздо больше генетического материала

связано с обонянием,

чем у других млекопитающих.

Они крайне чувствительны к запахам.

Кроме того, у них есть специальные механизмы - они могут определять местонахождение запаха

и сообщать об этом.

Как мы общаемся с крысами?

Мы с ними не разговариваем,

но у нас есть кликер,

это стандартный метод обучения животных,

вот вы его видите.

Кликер издает определенный звук (щелчок),

и с его помощью подкрепляется определенное поведение.

Сначала, мы ассоциируем звук кликера с пищевой наградой,

это обычно смесь размятых бананов и арахиса в шприце.

Когда животное заучивает: клик - еда,

клик - еда, клик - еда,

понимает связь,

мы помещаем ее в клетку с дырочкой,

и животное учится

просовывать нос в дырочку,

в которой расположен образец запаха,

и держать нос в дырочке на протяжение 5 секунд,

а 5 секунд это долго для крысы.

Мы усложняем задачу после того, как крыса научилась этому.

Она учится находить нужный запах

в клетке с несколькими отверстиями, до 10.

Потом она учится

ходить на поводке

и находить цели.

Следующим шагом крыса учится

находить настоящие мины на настоящем поле.

Крыс тестируют и аккредитуют

в соответствии с принятыми международными стандартами работы с минами,

так же как собаки проходят тесты.

На территории площадью 4000 квадратных метра

заложено некоторое количество мин

вслепую.

Команда из тренера и крысы

должна найти все цели.

Если животное выполняет тест, оно получает лицензию,

аккредитацию,

и может работать в поле

так же, как и собаки.

Возможно с небольшим отличием -

мы можем обучать крыс в 5 раз дешевле,

чем мы обучаем собак.

Это наша команда в Мозамбике.

Один тренер из Танзании,

который передает знания

этим мозамбикским ребятам.

Вы бы видели гордость в глазах этих людей.

У них есть знания,

которые делают их более независимыми

от внешней помощи.

Более того, эта маленькая команда

вместе с тяжелой техникой, конечно,

и теми, кто разминирует вручную после определения места.

С такими маленькими вложениями в способности крыс

мы показали в Мозамбике,

что можно уменьшить стоимость разминирования квадратного метра

до 60% от общепринятой нормы,

2-х долларов за кв.м.

Мы же это делаем за 1,18

и можно снизить цену еще.

Проблема масштаба.

Если вовлечь больше крыс,

можно сделать результат еще крупнее.

У нас есть демонстрационное место в Мозамбике.

Правительства 11 африканских стран

видели своими глазами, как они могут стать менее зависимыми

с помощью этой технологии.

Они подписали мирный пакт

и соглашение в регионе Великих Озер.

Они поддерживают героических крыс

в их работе по зачистке общих границ от мин.

А сейчас позвольте мне обратить ваше внимание на совершенно другую проблему.

Около 6000 человек в прошлом году

пострадали от противопехотных мин,

но за тот же самый период

около 1,9 миллиона человек умерли от туберкулеза

как первопричинной болезни.

Особенно в Африке,

где туберкулез и ВИЧ сильно взаимосвязаны,

существует огромная общая проблема.

Микроскопическое исследование - стандартная процедура ВОЗ -

достигло уроня достоверности 60%.

В Танзании - цифры не лгут -

45% процентов населения, больного туберкулезом,

узнает свой диагноз до того, как умирает.

То есть, если у вас туберкулез,

то выше шансы, что его не выявят вовремя,

и вы просто умрете от вторичных инфекций и т.п.

А вот если

у вас его диагностируют на ранней стадии,

можно начать лечение.

И лечение работает, даже у ВИЧ-инфицированных.

Туберкулез можно вылечить,

даже у ВИЧ-инфицированных пациентов.

В нашем языке, голландском,

слово туберкулез

звучит как "tering",

что этимологически

относится к понятию "запах смолы".

Еще древние китайцы

и греки, Гиппократ, в частности,

писали, документировали,

что туберкулез можно выявить

на основе испарений,

исходящих от пациентов.

Что мы сделали, это собрали образцы -

просто в качестве тестирования

в больницах,

обучили на них крыс

и оценили эффективность.

И оказывается,

что мы можем добиться уровня чувствительности в 89%,

86% специфичности,

используя нескольких крыс подряд.

Вот как это работает.

И это действительно инновационная технология.

Мы говорим сейчас о взрывчатке и туберкулезе,

но вы можете себе представить,

что в эту технологию можно поместить что угодно.

Как это работает?

Есть кассета с 10 образцами.

Они помещаются в клетку.

Крысе достаточно лишь две сотых секунды,

чтобы определить запах, так что она двигается очень быстро.

Вот она уже у третьего образца.

Он положительный.

Клик - и крыса идет за вознаграждением.

И вот такая быстрая процедура

дает нам своего рода второе мнение,

помогает поределить, какие пациенты положительны,

какие - отрицательны.

Для сравнения:

в то время как лаборант может обработать микроскопом

40 образцов в день,

крыса обрабатывает

это количество образцов

всего за 7 минут.

Вот эта клетка.

(Аплодисменты)

Такая клетка - если у вас достаточно крыс,

а у нас сейчас

25 крыс для определения туберкулеза,

такая клетка, работающая в течение дня

может обработать 1680 образцов.

Вы представляете себе потенциальные плоды ее применения?

Экологические тесты

на содержание загрязняющих веществ в почве,

таможенная служба,

определение запрещенных грузов в контейнерах и т.д.

Но пока давайте остановимся на туберкулезе поподробнее.

Я хочу кратко рассказать

о синих столбиках

- это результаты только микроскопии

в 5 клиниках Дар-Эс-Салаама

с населением в 500 тыс. человек,

где 15000 сделали тест.

Микроскопия 1800 пациентов.

Когда эти образцы были перепроверены крысами

и результаты сравнили,

мы смогли увеличить процент выявления

более чем на 30%.

За прошлый год

мы (в зависимости от рассматриваемых интервалов)

постоянно

увеличивали процент выявления

в 5 клиниках Дар-Эс-Салама

на 30-40%.

Так что это заслуживает внимания.

Учитывая, что пациент, у которого микроскопия не выявила заболевание

может заразить до 15 человек,

здоровых человек,

можно быть уверенными,

что мы спасли много жизней.

По крайней мере, наши крысы-герои спасли много жизней.

В наших планах развития

стандартизация этой технологии.

И есть простые вещи.

Например, в дырочке, в которую животное засовывает нос,

есть маленький лазер.

Это можно стандартизировать.

Также надо стандартизировать гранулы,

пищевое вознаграждение,

и полуавтоматизировать это,

чтобы заменить на гораздо более полномасштабную программу

и повлиять на жизнь многих людей.

Есть и другие применения.

Вот первый прототип

нашей крысы с камерой,

это крыса с рюкзачком,

в котором камера, и она может проходить под завалами

и находить жертв землетрясений

и других бедствий.

Это находится на стадии разработки.

Работающей системы пока нет.

В завершение, я бы хотел сказать,

может быть, вам кажется, что эти проекты делаются ради крыс,

но в конечном итоге эти проекты ради людей.

Эти проекты помогают уязвимым сообществам

решить дорогостоящие и сложные,

опасные гуманитарные поисковые задачи

с помощью местных ресурсов,

имеющихся в избытке.

Так что самое важное и новое -

продолжать испытывать свое восприятие

окружающих ресурсов,

будь они природными,

техническими, животными или человеческими.

И уважительно гармонизировать свою жизнь с ними

ради поощрения усточивого развития.

Спасибо большое.

(Аплодисменты)