Yeni yöntemin ardındaki fikir, bir ineğin sütünün analizinden elde edilen verileri inek hakkındaki diğer bilgilerle birleştirerek hayvanın sağlığının gelecekteki ilerlemesini tahmin etmektir.

Norveç Yaşam Bilimleri Üniversitesi'nden (NMBU) Profesör Olav Reksen, "Bu hastalığı erken aşamada tespit etme konusunda daha becerikli hale geldikçe hayvan sağlığı, süt üretimi, karlılık ve iklim açısından faydalar olacak" diyor.

Proje, SINTEF ve Norveç Gıda, Balıkçılık ve Su Ürünleri Araştırma Enstitüsü (Nofima) proje ortakları olarak hareket ederek NMBU tarafından koordine ediliyor. Araştırma ekibi, metabolik hastalık subklinik ketozisinin varlığını tespit edebilecek bir model geliştirmek için süt örneği analizlerinden elde edilen verileri kullandı.

Buzağılama Sonrası Kritik Dönem

Buzağılamadan sonra bir ineğin enerji ihtiyacı beş ila altı kat artar. Aynı zamanda buzağının doğduğu gün 30 ila 35 kilo arasında süt üretmesi gerekiyor. Bu onun enerji eksikliği yaşamasını kolaylaştırır.

Reksen şöyle açıklıyor: "Bir inek çok az karbonhidrat aldığında, yeterli miktarda glikoz alabilmek için yağ rezervlerini yakmaya başvurur." "İnsanlar oruç tuttuğunda da tam olarak aynı şey oluyor. Bu koşullar altında bir inek, diğerlerinin yanı sıra subklinik ketoz gibi metabolik hastalıklara yakalanabilir" diyor.

Sorun Yaratan Görünmez Bir Hastalık

Klinik ketoz, tanımlanması ve tedavisi kolay bir metabolik hastalıktır . Subklinik ketozisin sorunu, görünür hiçbir semptom göstermemesi ve dolayısıyla tespit edilmesinin zor olmasıdır.

Doğumdan sonra ineklerin %15 ila %20'sinde subklinik ketozis görülür. Bu durum yem alımının azalmasına, süt üretiminin azalmasına, doğurganlığın azalmasına ve diğer metabolik hastalıklara yakalanma riskinin artmasına neden olur. İneklerin iki ila üç hafta boyunca hasta olması yaygındır ancak hastalık daha uzun süre devam edebilir. Bugüne kadar subklinik ketozisin tespiti ancak kan testleri ile mümkün olmuştur.

Süt Örneklerinin Araştırılması

Toplam 61 Norveç Kırmızısı ineğin katıldığı yakın tarihli bir çalışmada , süt örnekleri buzağılamadan bir hafta önce ve ineklerin doğumundan yüz gün sonra tekrar alındı. Numunelerdeki süt bileşimi kızılötesi spektrometri kullanılarak analiz edildi. Norveç mandıraları kendilerine süt sağlayan tüm ineklerden düzenli olarak bu tür numuneler almaktadır.

Buzağılama sonrasında 61 inekten herhangi birinde subklinik ketozis gelişip gelişmediğinin belirlenmesi amacıyla kan örnekleri alındı. Araştırma ekibi daha sonra, hastalığı ortaya çıkarabilecek herhangi bir belirti olup olmadığını görmek için örneklerdeki yağ asidi bileşimini analiz etti.

Sütte 'Parmak İzi'

Süt örneklerinden elde edilen verileri her inek için kaydedilen diğer bilgilerle harmanladıktan sonra araştırmacılar, kan örneklerinde subklinik ketozun varlığıyla ilişkili bir model veya "parmak izi" keşfettiler.

Reksen, "Bu, bir ineğin subklinik ketozise yakalanıp yakalanmadığını belirlememize yardımcı olmak için standart süt örneklerinden elde edilen verilere matematiksel yöntemler uygulayabileceğimiz anlamına geliyor " diyor. "Bu aynı zamanda artık kan örneği almamıza gerek olmadığı anlamına da geliyor" diyor.

Reksen şöyle açıklıyor : "Yönteme ince ayar yaptığımızda, mandıra çiftçileri, ineklerinde hastalığa sahip olup olmadığına ilişkin olarak mandıradan doğrudan geri bildirim alabilecekler." "Bir çiftçi daha sonra herhangi bir enerji eksikliğini erken bir aşamada düzeltmek için harekete geçebilir, böylece ineğin sağlıklı ve verimli kalmasının yanı sıra yüksek süt üretimini de koruyabilir."

Bir Sürü Matematik

Amira Rachah, SINTEF Industry'de araştırma bilimcisidir ve projenin matematiksel çalışmasının yanı sıra büyük veri ve makine öğrenimi yönlerini de koordine etmektedir. Makine öğrenimi, ilgili büyük hacimli verileri analiz etmek için kullanılır. Araştırmacılar, subklinik ketozise yakalanma riski taşıyan ineklerden alınan süt örneklerinin yağ asidi özelliklerinde ve bileşiminde sistematik değişiklikleri belirleyen modeller oluşturmayı başardılar.
Rachah, "Süt çiftçilerinin ineklerinin her birine ilişkin gerçek zamanlı verilere erişimi varsa, süt üretiminde devrim yaratma potansiyeline sahip olduğumuza inanıyorum" diyor. "Çiftçiler sürülerinin beslenmesi ve bakımı konusunda bilinçli kararlar alabilecek, bu da hayvan refahını koruyacak ve aynı zamanda karlılıklarını artıracak" diyor.

Hastalığı Tahmin Etmek

Araştırma ekibi buzağılamadan önce alınan süt örneklerinde subklinik ketozun "parmak izini" belirlemeyi henüz başaramadı. Ancak mevcut modelin genişletilmesi amacıyla yeni bir çalışma başlatıldı. Norveç'teki ineklerin yarısı şu anda bir ineğin ne zaman sağıldığı ve ne kadar süt ürettiği gibi parametreler hakkında kişiselleştirilmiş veriler toplayan robotlar tarafından sağılıyor.

Reksen, "Örneklerin bileşimine ilişkin verileri robotlardan elde edilenlerle birleştirdiğimizde, subklinik ketozun gelecekteki gelişimini gösterecek işaretleri tanımlayabilen algoritmaların oluşturulması için daha iyi bir temele sahip olacağız" diyor. "Buradaki amacımız, bir inek gerçekten hastalanmadan önce hastalığın başlangıcını tahmin edebilmek" diyor.

Reksen, hiçbir ineğin birbirinin aynısı olmadığını vurguluyor.

"Daha büyük sürülere geçiş, mandıra çiftçilerinin hayvanların refahını tek tek izlemesinin daha da zorlaştığı anlamına geliyor" diye açıklıyor. "Tüm inekler farklıdır ve kendi bireysel özelliklerine sahiptir. Bu nedenle her bir inekten elde edilen verilere ihtiyacımız var" diyor.

Diğer Hastalıklar

Reksen, subklinik ketozisin tespiti için geliştirilen yöntemin diğer hastalıklara da uygulanabileceğine inanıyor.

"Şimdiye kadar yalnızca subklinik ketozun erken tespitini araştırdık" diyor. "Ancak model aynı zamanda süt kalitesini de etkileyen mastit gibi diğer hastalıkları ve sağlık sorunlarını da ortaya çıkarabiliyor. Makine öğrenimi algoritmaları aynı zamanda ahırda hastalığın yayılma olasılığını tahmin etmek için modeller geliştirmek için de kullanılabilir . " diyor.

Reksen ayrıca hayvan sağlığının daha iyi izlenmesinin iklim değişikliğini hafifletme mücadelesinde önemli bir araç olduğuna inanıyor.
"Sağlıklı süt inekleri, Norveç'in iklim ayak izini kontrol altında tutmaya yardımcı oluyor. Norveç inekleri, küresel ortalamayla karşılaştırıldığında yalnızca yarısı kadar ayak izine sahip" diyor.