Investigadores del Instituto de Acuicultura Torre de la Sal (IATS) del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC), del Instituto de Microelectrónica de Barcelona y
Centro Nacional de Microelectrónica (IMB-CNM), y de tres Institutos (IU-ECOAQUA,
IUMA e iDeTIC) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, han desarrollado un
dispositivo inteligente para monitorizar individualmente de forma no invasiva las
aceleraciones y la frecuencia respiratoria de los peces en las piscifactorías. Los
resultados del trabajo, que pueden aplicarse para mejorar la producción y el bienestar
de los peces de cultivo, aparecen publicados en la revista Frontiers in Physiology.
La tecnología de biosensores se utiliza cada vez más como sistema de medición no
invasiva en estudios experimentales relacionados con la salud, el bienestar animal y la
selección genética. El dispositivo, AEFishBIT, ha sido desarrollado en el marco del
proyecto europeo AQUAEXCEL2020
, financiado por el programa marco H2020, gracias a
la colaboración de biólogos, informáticos e ingenieros del CSIC y de la Universidad de
Las Palmas de Gran Canaria.
El profesor de investigación del CSIC al frente del estudio, Jaume Pérez-Sánchez, explica
que “el dispositivo que hemos diseñado está compuesto de un acelerómetro, un
microprocesador, una batería de reducidas dimensiones y un identificador pasivo que
asocia cada dispositivo a un determinado individuo. La versión actual del prototipo es
de reducido tamaño, con un peso máximo en el aire de aproximadamente un gramo, una vez encapsulado para un completo aislamiento del medio acuático en el que se
realizan las medidas”.
Los investigadores del IATS han llevado a cabo varios ensayos con el dispositivo
AEFishBIT en ejemplares jóvenes de dorada y lubina. El dispositivo se implanta en el
opérculo de los peces, la placa exterior ósea que cubre las branquias, para medir las
aceleraciones de movimiento en los ejes espaciales X e Y, lo que permite conocer la
actividad física. El dispositivo registra a su vez en el eje Z los latidos del opérculo, lo que
sirve de medida de la frecuencia respiratoria. El anclaje del dispositivo es muy sencillo y
se realiza utilizando un clip metálico que permite inmovilizar el dispositivo como si fuera
una parte más del cuerpo del animal.
“Hemos llevado a cabo pruebas de ejercicio en cámaras metabólicas con los peces del
estudio, y hemos observado que el consumo de oxígeno de animales sometidos a
diferentes grados de ejercicio aumenta para mantener su posición nadando a
contracorriente. En paralelo, también aumenta el consumo de oxígeno, estando ambos
tipos de medidas altamente correlacionadas con los registros proporcionados por el
dispositivo AEFishBIT”, añade Jaume Pérez-Sánchez.
El procesado de los datos se lleva a cabo mediante algoritmos cargados en el propio
dispositivo, lo que minimiza el consumo de memoria y de energía. De este modo, la
autonomía del sistema es de seis horas de registro continuo, con la posibilidad de
diferentes tiempos de programación a lo largo de unos pocos días o varias semanas.
“Las medidas obtenidas en diferentes condiciones experimentales a lo largo de cuarenta
y ocho horas son especialmente relevantes en el caso de la dorada, ya que hemos
obtenido información del comportamiento con diferentes grados de actividad diurna y
nocturna de acuerdo con la edad del animal, época del año, tamaño del tanque o
progresión de enfermedades parasitarias. AEFishBIT también permite diferenciar
animales reactivos de proactivos mediante pruebas de hipoxia, en las que los peces
aumentan la frecuencia respiratoria con la disminución de la concentración de oxígeno,
y también aumentan su actividad como una respuesta de escape en búsqueda de un
entorno menos hostil. Actualmente, también estamos explorando en qué medida los
cambios en la composición de la dieta o el uso de alimentos funcionales afecta al
comportamiento y grado de sincronización del animal con el medio”, concluye Jaume
Pérez-Sánchez.
El trabajo de los investigadores del IATS, junto con el Instituto Universitario de
Investigación Marina (INMAR) de la Universidad de Cádiz, el Instituto de
Microelectrónica de Barcelona y Centro Nacional de Microelectrónica (IMB-CNM) del
CSIC, la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, el Instituto para el Desarrollo
Tecnológico y la Innovación de las Comunicaciones (iDeTIC) de la Universidad de Las
Palmas de Gran Canaria, el Centro de Ciências do Mar (CCMAR) de la Universidade do
Algarve (Portugal) y el Instituto Universitario de Acuicultura Sostenible y Ecosistemas
Marinos (IU-ECOAQUA) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria demuestra
que los dispositivos miniaturizados son adecuados para monitorizar de manera no
invasiva y con fiabilidad la actividad de los peces de cultivo y mejorar así su rendimiento y bienestar general. No obstante, todavía queda trabajo por hacer para mejorar el
procedimiento de fijación y las funciones de estos dispositivos.
El dispositivo AEFishBIT está protegido por una patente.
En el siguiente enlace se puede ver una demostración del dispositivo: