ИИ оценивает уровень стресса у выращиваемой амазонской рыбы

Исследователи из Университета штата Сан-Паулу (UNESP) совместно с Бразильской корпорацией сельскохозяйственных исследований (EMBRAPA) разработали инструмент на основе искусственного интеллекта (ИИ) для оценки уровня стресса у тамбаки (Colossoma macropomum) — самой распространенной местной рыбы, выращиваемой в Бразилии. Исследование опубликовано в журнале Aquaculture.

Результаты могут повлиять как на благополучие животных, так и на отбор особей, более устойчивых к условиям рыбоводства. Тамбаки — амазонский вид, в основном выращиваемый в северных штатах. Бразилия — крупнейший в мире производитель этого вида, поставив 110 000 тонн в 2022 году.

Как работает метод

• Исследователи обнаружили, что в стрессовых условиях (в более тесной среде) рыба темнеет. Добавление гормона, связанного со стрессом (α-MSH), также изменяло окраску чешуи.
• Программное обеспечение было обучено на более чем 3000 изображений тамбаки из двух популяций (CAUNESP и EMBRAPA в Палмасе).
• На каждом изображении отмечалась нижняя половина тела для оценки программным обеспечением. Контраст с окраской верхней части — распространенное у рыб явление (контрзатенение), вероятно, выполняющее камуфляжную функцию.
• Модель глубокого обучения определяла порог на основе соотношения черных и белых пикселей на изображении, указывающий на степень стресса у рыбы.

Наследуемость признака

Поскольку особи из Токантинса были помечены в соответствии с их происхождением, исследователи смогли определить степень наследуемости признака. Устойчивость к стрессу оценивается как умеренно или высоко наследуемый признак, что отражается на привесе и устойчивости к болезням.

Физиологические механизмы

• Чтобы доказать эффект у тамбаки, чешуйки шести особей помещали в два раствора: с α-MSH и нейтральным веществом и только с нейтральным веществом. Через 30 минут чешуйки в гормональном растворе потемнели из-за расширения меланоцитов.
• В другом эксперименте шесть рыб пересадили из обычных резервуаров площадью 200 м² в значительно меньшие круглые резервуары (емкостью 2000 л). Через десять дней фотографии подтвердили потемнение окраски в стрессовых условиях.

Практическое применение

Инструмент ИИ можно использовать для мониторинга стресса у выращиваемой рыбы в условиях растущих требований к благополучию животных. Простая оценка фотографий позволяет получить эту меру и при необходимости улучшить практики, например, уменьшив количество особей в резервуаре.