Sistema de IA para evaluar el calor acuático en peces

En un avance significativo para la investigación en biología marina, un equipo de la Universidad de Nagoya en Japón ha desarrollado un innovador sistema de inteligencia artificial que permite medir con precisión la tolerancia térmica de los peces. Esta tecnología identifica automáticamente el momento exacto en que un pez pierde el equilibrio debido a cambios en la temperatura del agua, una tarea que anteriormente exigía revisión manual de videos y, por lo tanto, era susceptible a la subjetividad.

Bajo la dirección del profesor Tomoya Nakayama, junto con Yoshiya Matsuo, un estudiante de maestría en el Instituto de Biomoléculas Transformadoras, este trabajo incluye la colaboración del profesor asociado Tatsuto Hasegawa y Takuya Kato de la Universidad de Fukui. Publicada en "Scientific Reports", esta investigación promete ofrecer un método objetivo y más eficiente para evaluar cómo las variaciones térmicas impactan el comportamiento de estos animales ectotérmicos, que dependen del entorno para regular su temperatura corporal.

Históricamente, el estudio de la tolerancia térmica en peces implicaba aumentar o disminuir gradualmente la temperatura del agua mientras se grababan videos. Los investigadores luego debían revisar estas grabaciones para determinar el momento en que cada ejemplar perdía el equilibrio, un proceso que no solo consumía tiempo, sino que también podría dar lugar a resultados inconsistentes. La nueva metodología automatiza este procedimiento, utilizando herramientas tecnológicas avanzadas, como DeepLabCut y ResNet34, para rastrear y analizar los movimientos de los peces de manera individual durante los ensayos.

En una prueba que involucró 50 participantes, el sistema demostró una precisión comparable a la de investigadores experimentados, sosteniendo resultados reproducibles a lo largo del tiempo. DeepLabCut se encarga de rastrear siete áreas del cuerpo del pez, y a través de esos datos, se registran los cambios en su posición y comportamiento mientras se ajusta la temperatura. Posteriormente, ResNet34 analiza esos movimientos para identificar cuándo el pez alcanza su límite.

Los hallazgos iniciales revelan variantes significativas en la tolerancia a la temperatura entre diferentes cepas de medaka del género Oryzias. Por ejemplo, se observó que las especies oriundas de latitudes más altas tienden a adaptarse mejor a temperaturas frías. Contrariamente, la medaka taiwanesa mostró una capacidad de resistencia al frío más elevada de la esperada según su hábitat habitual. Este descubrimiento también resalta que factores geográficos por sí solos no explican todas las diferencias en la tolerancia térmica entre especies.

Una investigación complementaria publicada en el "Journal of Thermal Biology" discute cómo los peces medaka pueden aclimatarse rápidamente a cambios térmicos, aunque esta capacidad no parece manifestarse de forma permanente tras exposiciones prolongadas a temperaturas elevadas.

El uso de un sistema automatizado en la investigación marina tiene el potencial de no solo mejorar la precisión en los estudios sobre el impacto del calentamiento global en la fauna acuática, sino que también ofrece una vía prometedora para conservar y entender mejor las dinámicas de los ecosistemas acuáticos. Con la capacidad de analizar una gran cantidad de videos bajo un criterio uniforme, se abre un horizonte para investigar más a fondo cómo los cambios en la temperatura del agua pueden afectar a los peces y contribuir a su conservación en el futuro.

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