Analiza parametrów mleka wystarczy, by wykryć ryzyko chorób metabolicznych i zapalnych u krów, zanim pojawią się objawy. Pozwalają na to metody stosowane w diagnostyce chorób u ludzi, np. w przypadku czerniaka. Do potrzeb rolników i zootechników zaadaptowała je dr inż. Edyta Bauer.
Za metodę „PocketLab”, wykorzystującą zalety sztucznych sieci neuronowych wraz z testem czułości i specyficzności, badaczka wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie otrzymała złoty medal Warszawskich Targów Wynalazków IWIS 2020.
KROWY MAJĄ PROBLEMY Z BILANSEM ENERGETYCZNYM KOMOREK
"Zaburzenia metaboliczne czy zapalenie wymion pojawiają się u zwierząt z przyczyn genetycznych i w związku z intensywną produkcją mleka, a także z niemożliwym do wyeliminowania ryzykiem infekcji bakteryjnych, bo przecież nie da się przewidzieć, w jakim miejscu krowa się położy" - tłumaczy dr inż. Bauer. Podkreśla, że obory są nowoczesne, krowy są dobrze odżywione i chowane w dobrych warunkach, a hodowcy posiadają szeroką wiedzę na temat żywienia tych zwierząt.
W swojej pracy naukowej badaczka odwiedza zakłady produkcji mlecznej w całej Polsce. Ustaliła, jakie są główne problemy w hodowli i postanowiła pomóc rolnikom i we wczesnym wykrywaniu chorób bydła. Jej metoda pozwala zdiagnozować choroby w takich postaciach, w których jeszcze nie można ich zaobserwować, bo brak jest objawów. Do wykrycia tych chorób należałoby przebadać krew, mleko lub mocz krowy.
Dr inż. Bauer zapewnia, że po wdrożeniu nowych programów hodowca będzie potrzebował jedynie danych dotyczących składu mleka. Takie informacje każdy hodowca uzyskuje na bieżąco; są mu one potrzebne do tego, żeby mleczarnia kupiła od niego mleko.
Jak wyjaśnia nagrodzona badaczka, krowy produkują bardzo duże ilości mleka. Osobniki są tak dobierane genetycznie, aby ich organizmy były jak najbardziej wydajne. Hodowcy wykorzystują do rozrodu bydła nasienie najlepszych buhajów i krowy, które produkują duże ilości mleka.
Ilość wydojonego mleka mierzy się w okresie całej laktacji, a ta trwa u krowy optymalnie 305 dni w roku. Rocznie jedna krowa potrafi dać ponad 6 tysięcy litrów. Rekordzistki są wśród bydła mlecznego, osobniki mięsne mleczne dają mleka mniej, ale nawet te ilości znacznie przekraczają wymagania, jakie w stosunku do krów mieli producenci mleka w ubiegłym wieku.
"Żeby wyprodukować szklankę mleka o właściwym składzie, ani nie za tłustego, o właściwej zawartości białka, hodowcy muszą dbać o zwierzęta, odpowiednio je żywić, doglądać i - mówiąc prosto - robić, co w ich mocy, żeby krowa była szczęśliwa. Kiedy zwierzę boryka się z chorobami, jest to przede wszystkim problem hodowcy" - tłumaczy dr inż. Bauer.
Nawet jeśli hodowcy uda się krowę wyleczyć, ale choroba przejdzie w stan kliniczny, mogą pojawić się problemem z zapłodnieniem, z przemieszczeniem się jednego z żołądków - trawieńca jak i wiele innych następujących po sobie schorzeń. Nawarstwienie się poważnych kłopotów zdrowotnych powoduje, że nie opłaca się takiego zwierzęcia leczyć.
Zaburzenia metaboliczne związane są z wysokim zapotrzebowaniem na energię produkcyjną. Rośnie ono podczas ostatniego okresu ciąży i w wyniku urodzenia cielaka. Po "wycieleniu" krowa musi szybko wrócić do wysokiego poziomu wydajności produkcji. Nowa metoda "wczesnego ostrzegania" pozwoli hodowcom ustalić, który osobnik może być zagrożony ujemnym bilansem energetycznym. Organizm krowy będzie można wówczas wspomóc np. poprzez zmianę sposobu żywienia.
UCHRONIĆ PRZED STANEM ZAPALNYM
Drugą częstą chorobą krów mlecznych, jest mastitis, czyli zapalenie wymienia. Jego przyczyny mogą być bakteryjne lub genetyczne. Dr inż. Bauer podkreśla, że w większości przypadków stany zapalne wcale nie wiążą się z niewłaściwą opieką. Wymię jest po prostu bardzo delikatnym organem.
Mastitis dotyka od jednej czwartej do niemal połowy wszystkich krów mlecznych. Badaczka zaproponowała, by w programach hodowlanych zastosować metody powszechne w medycynie - do diagnozowania chorób u ludzi. Jej „kieszonkowe laboratorium” bazuje na sztucznej inteligencji czyli z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych.
"Siłą sieci neuronowych jest fakt, iż nie jest one programowane, tylko wyuczona. Używa się ich m.in. do diagnozowania z wykorzystaniem testu diagnostycznego czułości i specyficzności, prognozowania pogody czy rozpoznawania twarzy" - wylicza dr inż. Bauer.
ZŁOTY MEDAL WARSZAWSKICH TARGÓW IWIS 2020
Badaczka wraz z dr Joanną Pokorską i mgr Olgą Jarnecką z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie otrzymała złoty medal na Międzynarodowej Warszawskiej Wystawy Wynalazków IWIS 2020 za opracowanie metody wczesnego wykrywania podklinicznych stanów choroby u bydła mlecznego.
Na podstawie metody „PocketLab” powstaje algorytm gotowy do zastosowania w programach hodowlanych. Jeśli metoda zostanie skomercjalizowana, hodowca nie będzie musiał czekać na wyniki badań i analiz krwi, ani w ogóle organizować wizyty weterynaryjnej.
"Hodowca wprowadzi dane dotyczące wybranego przez siebie osobnika lub grupy osobników, wpisze je jak do kalkulatora, naciśnie enter i wyjdzie mu poziom zagrożenia oznaczony kolorem lub wyrażony w procentach" - uściśla dr inż. Bauer.
PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
