Detección automática del punto de equilibrio
Un grupo de científicos de la Universidad de Nagoya, en Japón, ha diseñado y puesto a prueba una herramienta basada en inteligencia artificial capaz de reconocer de manera automática el momento exacto en que un pez pierde el equilibrio debido a variaciones en la temperatura del agua.
El proyecto estuvo liderado por el profesor Tomoya Nakayama y Yoshiya Matsuo, quien en ese momento era estudiante de maestría en el Instituto de Biomoléculas Transformadoras de la misma casa de estudios. Además, colaboraron el profesor asociado Tatsuto Hasegawa y Takuya Kato, entonces alumno de maestría de la Universidad de Fukui.
Los resultados de este estudio fueron divulgados en la revista Scientific Reports. Su objetivo es ofrecer una medición objetiva de la tolerancia térmica de los peces. El sistema combina dos plataformas de aprendizaje automático: DeepLabCut y ResNet34.
El método y su precisión
Los peces son animales ectotérmicos, lo que significa que no regulan internamente su temperatura corporal. Por ello, las fluctuaciones térmicas del agua inciden directamente en sus funciones biológicas.
Anteriormente, los estudios de tolerancia térmica consistían en subir o bajar gradualmente la temperatura mientras se grababan videos. Luego, los investigadores revisaban manualmente las imágenes para determinar cuándo cada ejemplar perdía el equilibrio, señal de que había alcanzado su límite.
Este procedimiento dependía de la interpretación visual de cada persona. Según la investigación, esa
“subjetividad inherente”
podía generar discrepancias en los resultados y requería mucho tiempo para analizar grabaciones de poblaciones grandes.
Para automatizar el proceso, el equipo creó una técnica que registra a los animales de forma individual en compartimentos separados. El sistema reconoce automáticamente a cada pez en las imágenes y mantiene un seguimiento continuo durante toda la prueba.
Evaluación de la tolerancia térmica con IA
DeepLabCut rastrea siete zonas corporales clave:
- La punta del hocico
- Las aletas izquierda y derecha
- El centro del cuerpo
- Las regiones delantera y trasera
- La cola
A partir de estos datos, el programa registra los cambios de posición y movimiento durante las variaciones de temperatura. Luego, ResNet34 evalúa el estado del animal y determina el momento exacto en que alcanza su límite térmico. De esta forma, se elimina la necesidad de que un humano defina manualmente la pérdida de equilibrio en cada grabación.
En una prueba con 50 participantes, las decisiones tomadas por la IA fueron tan precisas como la variación que se observaba entre evaluaciones de investigadores experimentados. Además, al revisar repetidamente el mismo video, el modelo arrojaba siempre el mismo resultado. Esta reproducibilidad lo hace especialmente útil para experimentos que involucran grandes volúmenes de video y múltiples ejemplares.
Variaciones según la latitud y la especie
Con la herramienta automatizada, el equipo examinó la tolerancia a temperaturas altas y bajas en distintas cepas de medaka, un grupo de peces del género Oryzias, y en especies cercanas. Los resultados mostraron variaciones térmicas entre las cepas analizadas.
Las especies que habitan en latitudes más altas presentaron una tendencia a soportar mejor el frío. Sin embargo, hubo excepciones que indicaron que la ubicación geográfica no explica por sí sola todas las diferencias.
La medaka japonesa (Oryzias latipes) registró la mayor tolerancia al frío dentro de los grupos evaluados, lo que concuerda con el patrón observado para peces de hábitats más fríos. En cambio, la medaka taiwanesa (Oryzias cabaranensis) mostró una resistencia al frío superior a la esperada según la latitud de su hábitat. Cabe destacar que esta variedad fue descrita recientemente como nueva especie en 2025.
Adaptación al calor y reversibilidad
Una investigación publicada en Journal of Thermal Biology también analizó la respuesta de la medaka japonesa ante el calentamiento. El trabajo concluyó que una ola de calor artificial de dos semanas elevó en 1,5 °C el punto térmico máximo de los individuos, pero el efecto desapareció dos semanas después.
Este resultado demuestra una capacidad de aclimatación rápida y reversible frente a cambios térmicos. El mismo estudio evaluó peces mantenidos durante siete años a temperaturas de 20 °C y 30 °C a lo largo de varias generaciones, sin detectar que esa exposición prolongada hubiera aumentado de forma permanente la tolerancia al calor.
El comportamiento de Oryzias cabaranensis en el estudio previo sugiere que pueden intervenir factores adicionales en la adaptación térmica. Los investigadores planean aplicar el sistema automatizado en comparaciones más amplias entre cepas y especies, lo que permitirá analizar más videos bajo un criterio uniforme y estudiar cómo las modificaciones de la temperatura del agua afectan a los ejemplares y a su conservación.
Fuente: Infobae