Un equipo de la Universidad de Nagoya, en Japón, desarrolló y probó un sistema de inteligencia artificial que identifica de forma automática el punto en que un pez pierde el equilibrio por el aumento o descenso de la temperatura del agua.
El trabajo fue dirigido por el profesor titular Tomoya Nakayama y Yoshiya Matsuo, entonces estudiante de maestría del Instituto de Biomoléculas Transformadoras de la Universidad de Nagoya. También participaron el profesor asociado Tatsuto Hasegawa y Takuya Kato, entonces estudiante de maestría de la Universidad de Fukui.
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La investigación, publicada en Scientific Reports, busca aportar una medición objetiva de la tolerancia térmica de estos animales. La herramienta integra dos tecnologías de aprendizaje: DeepLabCut y ResNet34.
El método detecta la pérdida de equilibrio
De acuerdo con Phys.org, los peces son animales ectotérmicos, es decir, no regulan internamente su calor corporal. Por esa razón, las variaciones afectan directamente sus funciones corporales.
Los estudios de tolerancia térmica solían elevar o reducir gradualmente la temperatura del agua mientras registraban videos de los ejemplares. Después, los investigadores revisaban las imágenes para establecer cuándo cada organismo perdía el equilibrio, un indicador de que había alcanzado su límite.
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El procedimiento dependía de la interpretación visual de cada persona. Según la descripción de la investigación, esa “subjetividad inherente” podía causar diferencias entre los resultados y exigía tiempo para revisar grabaciones de poblaciones amplias.
Para automatizar la tarea, el grupo diseñó una técnica que registra a los animales de manera individual dentro de compartimentos separados. El sistema reconoce automáticamente a cada pez en las imágenes y mantiene ese seguimiento durante el ensayo.
La IA mide el límite térmico
DeepLabCut rastrea siete zonas corporales: la punta de la nariz, las aletas izquierda y derecha, el centro del cuerpo, las zonas delantera y trasera, y la cola. Con esos datos, el programa registra los cambios de posición y movimiento que se producen durante las variaciones de temperatura.
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Luego, ResNet34 analiza el estado del animal y establece el momento en que llega a su límite. El sistema detecta, por tanto, la pérdida de equilibrio sin que una persona deba definirla manualmente en cada grabación.
En una prueba con 50 participantes, las decisiones de la IA alcanzaron una precisión similar a la variación que existía entre las evaluaciones de investigadores con experiencia. Además, el modelo obtuvo el mismo resultado al revisar repetidas veces un mismo video.
Esa repetición permitió comprobar la reproducibilidad del procedimiento: ante el mismo material audiovisual, el programa mantiene su determinación. El estudio señala que esta característica lo vuelve útil para experimentos que reúnen una gran cantidad de videos y ejemplares.
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La latitud marcó la tolerancia al frío
Con la herramienta automatizada, el equipo examinó la tolerancia a temperaturas altas y bajas en distintas cepas de medaka, un grupo de peces del género Oryzias, y en especies cercanas. Los resultados mostraron variaciones térmicas entre las cepas analizadas.
Las especies que viven en latitudes más altas presentaron una tendencia a soportar mejor el frío. La excepción a esa pauta permitió observar que la ubicación geográfica no explica por sí sola todas las diferencias.
La medaka japonesa (Oryzias latipes) registró la mayor tolerancia al frío dentro de los grupos evaluados. El dato se ubicó dentro del patrón observado para los peces asociados a hábitats de mayor latitud.
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En cambio, la medaka taiwanesa (Oryzias cabaranensis) mostró una resistencia al frío superior a la que se esperaba de acuerdo con la latitud de su hábitat. Esta variedad fue descrita recientemente como nueva especie en 2025.
La adaptación al calor
Una investigación publicada en Journal of Thermal Biology también evaluó la respuesta de la medaka japonesa ante el calentamiento. El trabajo concluyó que una ola de calor artificial de dos semanas elevó en 1,5 ℃ el punto térmico máximo de los individuos, pero el efecto dejó de detectarse dos semanas después.
El resultado muestra una capacidad de aclimatación rápida y reversible frente a un cambio de condiciones térmicas. El mismo trabajo analizó estos peces que fueron mantenidos durante 7 años a temperaturas de 20 ℃ y 30 ℃, a lo largo de varias generaciones. Los investigadores no detectaron que esa exposición prolongada al calor hubiera aumentado de forma permanente la capacidad para resistir temperaturas más altas.
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El comportamiento de Oryzias cabaranensis en el anterior trabajo indica que pueden intervenir factores adicionales en la adaptación al calor o al frío. Los investigadores prevén aplicar el sistema utilizado en comparaciones más amplias entre cepas y especies.
La automatización permitirá analizar más videos bajo un criterio uniforme, con el fin de estudiar de qué manera las modificaciones de las condiciones térmicas del agua pueden afectar a los ejemplares y a su conservación.
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