Muchas especies de peces, aves y mamíferos viven comúnmente en cautiverio humano; el salmón del Atlántico (Salmo salar) es uno de ellos. El estatus legal internacional del bienestar de los animales en cautiverio se está desarrollando lentamente y aún requiere una especificación rigurosa.
Aunque los peces tienen una cognición compleja y elementos de sensibilidad, los principios de bienestar animal de las Naciones Unidas todavía adoptan una perspectiva funcional centrada en la salud, pasando por alto el componente cognitivo-afectivo. Por ello, los problemas de bienestar siguen siendo una fuente importante de crecimiento lento y alta mortalidad en la acuicultura intensiva del salmón del Atlántico.
El sistema de valores para la toma de decisiones en vertebrados se basa en las expectativas de bienestar emocional para las opciones disponibles y está vinculado con la evaluación del individuo de su futuro. En este escenario, un equipo de investigadores propuso un nuevo enfoque para monitorear y mejorar el bienestar del salmón (o cualquier otro vertebrado en cautiverio o silvestre) basado en el modelado del sistema de bienestar del salmón mediante gemelos digitales, que son modelos de simulación que implementan los principales mecanismos corporales del organismo.
En la revisión, los científicos abordaron la maquinaria biológica que informa a un salmón individual sobre su bienestar, seguida de una propuesta sobre cómo estos elementos pueden ensamblarse en un modelo de gemelo digital explícito en bienestar. Además, se discutieron los lentos avances en el pensamiento sobre el bienestar animal en los documentos de las Naciones Unidas, y luego se analizó como la mortalidad y el bienestar del salmón están vinculados a la tecnología de producción, para terminar con algunas perspectivas sobre el uso de un gemelo digital explícito en bienestar.
Modelo evolutivo computacional
Los autores señalaron en su estudio que las predicciones sobre el aburrimiento, el estrés y el bienestar pueden capturarse mediante un modelo evolutivo computacional de los factores subyacentes al comportamiento.
“Explicamos cómo se puede construir un modelo basado en agentes de gemelos digitales de salmón modelando la experiencia de bienestar subjetivo de un salmón junto con la predicción de su futuro cercano y la alostasis (la preparación corporal para el futuro cercano esperado)”, detallaron los autores.
Por otro lado, los científicos intentaron identificar los componentes básicos requeridos en los modelos de gemelos digitales para proporcionar alertas tempranas sobre problemas crecientes que podrían eventualmente conducir a efectos negativos en la salud del salmón en la acuicultura.
Respecto a el análisis, los investigadores destacaron que estos modelos proporcionarían información crítica para optimizar los procesos de producción y podrían reducir significativamente la dependencia de los experimentos con animales.
“Los informes de una población de gemelos digitales podrían respaldar la implementación de las 3R: reemplazo, reducción, refinamiento, ofreciendo información práctica a los acuicultores, así como a los consumidores, votantes, políticos y reguladores sobre cuestiones relevantes, además de guiar el trabajo experimental sobre el bienestar animal en todas las especies”, resaltaron.
Construcción del bienestar en un gemelo digital de salmón
Los autores recomendaron que el modelo AHA (Heurística y Arquitectura Adaptadas; Budaev, Giske y Eliassen, 2018) puede proporcionar un punto de partida para los modelos de gemelos digitales de salmón. Este utiliza simulaciones evolutivas mediante un algoritmo genético para optimizar una población de peces con percepción, emoción, cognición y comportamiento en un hábitat acuático con variación ambiental y estocasticidad, y con depredadores y presas.
AHA se ha utilizado para simular cómo los individuos seleccionan lo que es importante y lo que es irrelevante (ya sea para la alimentación o la evitación de depredadores), muestrean y seleccionan información, producen comportamiento agentivo y actualizan sus modelos internos.
En síntesis, los investigadores recalcaron que “la implementación de estas ideas requiere la construcción de un modelo poblacional de gemelos digitales que puedan imitar la conciencia de los seres vivos, en nuestro caso, el salmón en la acuicultura. Hacerlo conduce a una colección de máquinas programadas que pueden hablar en nombre de un grupo de animales. Solo será valioso escucharlos si son representantes creíbles de los peces naturales. Es decir, el gemelo digital del salmón debe imitar el bienestar y el comportamiento, pero también la fisiología, el sistema hormonal, el sistema inmunológico y el desarrollo desde la ova hasta el adulto en un entorno complejo”.
Lea el estudio completo: “Premises for digital twins reporting on Atlantic salmon wellbeing”
