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La sperimentazione animale è un tema estremamente delicato e complesso, da sempre al centro del dibattito scientifico ed etico. Ridurre il numero di animali utilizzati per la ricerca scientifica è infatti essenziale così come migliorare il benessere di quelli che ancora vivono nei laboratori. Si tratta di una sfida cruciale soprattutto per i ricercatori che si occupano di stress o che lavorano per migliorare le condizioni di vita degli animali stessi. Osservare e analizzare i comportamenti di un topo, per esempio, è il principale metodo usato per valutarne lo stato di salute e benessere, poiché non è chiaramente possibile "chiedergli" direttamente come si sente.
Una possibile svolta in questo campo arriva però dall'Istituto di Neuroscienze del Politecnico di Zurigo (ETH Zurich), dove il gruppo guidato Johannes Bohacek ha sviluppato una nuova metodologia basata sull'Intelligenza Artificiale (AI) e l'analisi automatizzata dei video e dei comportamenti degli animali. Questo approccio innovativo, descritto in un nuovo studio pubblicato su Nature Methods, rappresenta un passo avanti importante sia per lo studio e l'analisi del comportamento dei topi utilizzati per la ricerca, ma soprattutto per ridurre il numero di animali usati per la sperimentazione e migliorare le loro condizioni di vita.
Come funziona l'analisi automatizzata del comportamento
Il metodo si basa sull'osservazione automatizzata: i topi vengono filmati, e i video sono analizzati da un sistema di Intelligenza Artificiale ad apprendimento automatico. Questo permette di superare il tradizionale processo di analisi manuale, processo lungo e faticoso, che è ancora utilizzato nella maggior parte dei laboratori. La novità non risiede solamente nella velocità di elaborazione, ma anche nella capacità di identificare differenze sottili nei comportamenti degli animali, spesso impercettibili all'occhio umano.
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Una delle sfide principali nell'analisi comportamentale è l'enorme quantità di dati generata che può facilmente portare a errori interpretativi. Più dati significano maggiori possibilità di identificare falsi positivi, ovvero comportamenti classificati come rilevanti quando in realtà non lo sono. Per ridurre questi margini di errore, di solito si aumentava il numero di animali coinvolti nell'esperimento. Ora, grazie al metodo sviluppato dai ricercatori dell'ETH, è possibile ottenere risultati significativi anche con un numero ridotto di esemplari.
L'approccio 3R: ridurre, sostituire, perfezionare
Questa tecnologia contribuisce ai cosiddetti obiettivi delle "3R" (Replace, Reduce, Refine), un principio fondamentale della ricerca etica sugli animali. "Sostituire" gli esperimenti sugli animali quando possibile, "ridurli" al minimo necessario e "perfezionarli" per garantire il massimo benessere agli animali coinvolti. Grazie all'Intelligenza Artificiale non solo è possibile rilevare meglio i singoli comportamenti dei topi, come il loro modo di esplorare un ambiente o di reagire a stimoli nuovi, ma anche le transizioni tra un comportamento e l'altro.
Questi cambiamenti sono infatti cruciali e rivelatori: un animale che passa rapidamente da un comportamento all'altro potrebbe infatti essere stressato o nervoso, mentre un animale più calmo tende a essere più stabile. L'AI può rilevare e analizzare questi comportamenti in maniera più rapida e precisa, semplificando le analisi statistiche e aumentando la robustezza dei risultati. Questo approccio consente quindi di identificare differenze comportamentali anche molto sottili, come quelle indotte da diversi livelli di stress acuto o cronico.
Impatti concreti per la ricerca e il benessere animale
Grazie a questa metodologia basata sull'AI, gli scienziati possono quindi ottenere gli stessi risultati con un numero sensibilmente ridotto di animali utilizzati per la ricerca. Allo stesso tempo, è possibile ridurre anche gli esperimenti sugli animali ancora utilizzati e valutare in maniera più rapida e precisa le loro condizioni, migliorando quindi anche il benessere animale. C'è naturalmente tanta strada da fare, ma il percorso verso una sperimentazione che non preveda più (o quasi) lo sfruttamento degli animali, prosegue spedito.
Proprio per questo, il Politecnico di Zurigo ha creato il 3R Hub, un centro specificamente dedicato alla promozione delle 3R nella ricerca biomedica e aiutare anche altri scienziati e centri di ricerca. Con l'Intelligenza Artificiale al fianco della scienza, il futuro della ricerca sembra essere non solo più efficace, ma anche più rispettoso verso gli animali. Una speranza concreta per un futuro in cui la ricerca, tecnologia e l'etica cammineranno insieme e senza più animali da sfruttare.
