Bei Schmerzen müssen wir Menschen nur den Mund aufmachen und dem Arzt erzählen, wo es wehtut. Katzen können das logischerweise nicht. Um zu erkennen, ob unsere geliebten Samtpfoten Schmerzen haben, untersuchten Wissenschaftler, wie Künstliche Intelligenz bei der Erkennung helfen kann.
Die Studie, an der unter anderem Wissenschaftler aus Hannover beteiligt waren, zeigt deutlich, dass Künstliche Intelligenz (KI) genutzt werden kann, um Schmerzen bei Katzen zuverlässig zu erkennen. Das Team internationaler Forscher entwickelte dafür ein automatisiertes System zur Schmerzbewertung, das auf der Analyse von Gesichtszügen basiert. Diese Technologie könnte einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung des Tierwohls leisten und die Diagnostik bei Veterinärmedizinern revolutionieren.
Gesichtszüge als Indikatoren für Schmerz
Die Studie basiert auf unterschiedlichen Modellen zur Erkennung von Schmerz bei Katzen anhand von Mimik. Zu den darin analysierten Merkmalen gehören Veränderungen in den Ohren, der Augenpartie, der Schnauze und der Kopfhaltung. – So wie es auch die App „Feline Grimasse Scale“ vorsieht, bei der einige Nutzer aber noch Verbesserungsbedarf sehen. Denn hier müssen die Halter selbst die Körpersprache und Mimik ihrer Samtpfoten lesen lernen, was gar nicht so einfach sei, wie viele in ihren Bewertungen schreiben.
Die neue Studie umgeht dieses Problem, indem sie die Auswertung der KI überlässt. Diese subtilen Signale, die für den Menschen oft nur schwer wahrnehmbar sind, dienen als Grundlage für die automatisierte Analyse, heißt es in der Studie, die in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlicht wurde.
Anstatt wie zuvor Fotos von Katzen für die automatische Schmerzerkennung zu verwenden, entwickelte das Forscherteam ein KI-Modell, das in der Lage ist, die Gesichtszüge in Videoaufnahmen präzise zu erkennen und zu bewerten. Die Software nutzt moderne Algorithmen zur Gesichtserkennung und maschinelles Lernen, um Schmerzindikatoren zu identifizieren und eine objektive Schmerzbewertung vorzunehmen.
Durchführung der Studie
Für die Studie wurden Videoaufnahmen von Katzen in unterschiedlichen Zuständen analysiert, darunter Tiere mit bekannten Schmerzen sowie schmerzfreie Kontrollgruppen. Das System wurde darauf trainiert, anhand der Gesichtszüge zwischen den Gruppen zu unterscheiden. Anschließend testeten die Forscher die Zuverlässigkeit der Technologie, indem sie die Ergebnisse des KI-Modells mit den Bewertungen von erfahrenen Veterinärmedizinern verglichen.
Das Ergebnis: Die automatisierte Schmerzbewertung erreichte in zwei unterschiedlichen Datensätzen eine Genauigkeit von 70 und 66 Prozent. Damit übertrafen die Forscher frühere automatisierte Ansätze, die auf der Verwendung von einzelnen Bildern basierten, deutlich und unterstreichen damit die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Technologie.
Potenziale und Anwendungsmöglichkeiten
Die automatisierte Schmerzbewertung bietet vielfältige Vorteile, insbesondere in der klinischen Praxis und Forschung. Sie ermöglicht eine schnelle, objektive und wiederholbare Einschätzung von Schmerzen, die unabhängig von der subjektiven Wahrnehmung des Beobachters ist. Dies könnte die Behandlung von Katzen verbessern, indem Schmerzen frühzeitig erkannt und entsprechend behandelt werden.
Darüber hinaus könnte die Technologie in Tierheimen, Laboreinrichtungen oder bei der Entwicklung von Schmerzmedikamenten eine entscheidende Rolle spielen. Besonders wertvoll ist die Möglichkeit, das Wohlbefinden von Katzen kontinuierlich zu überwachen, ohne sie zusätzlichem Stress auszusetzen. Um die KI verlässlich einzusetzen, müssen jedoch noch weitere Untersuchungen durchgeführt und die Software verfeinert werden.
