Inteligencia artificial para rastrear mosquitos portadores de enfermedades como el dengue, el chikungunya y zika

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Además de las molestas picaduras y zumbidos, algunos mosquitos transmiten enfermedades nocivas.

Aedes aegypti, el llamado mosquito de la fiebre amarilla y objeto de un estudio reciente de Saarman y sus colegas, es el principal vector de transmisión de los virus que causan el dengue, el chikungunya y el Zika, así como la fiebre amarilla, en humanos.

“Aedes aegypti es una especie invasora de América del Norte que se ha generalizado en los Estados Unidos“, dice Saarman, profesor asistente del Departamento de Biología de la USU y del Centro de Ecología de la USU, cuya investigación se centra en la ecología evolutiva y la genómica de poblaciones.

“Estamos examinando la conectividad genética de esta especie a medida que se adapta a nuevos paisajes y expande su rango“.

Con Evlyn Pless de la Universidad de California, Davis y Jeffrey Powell, Andalgisa Caccone y Giuseppe Amatulli de la Universidad de Yale, Saarman publicó los hallazgos de un enfoque de aprendizaje automático para mapear la conectividad del paisaje en Proceedings of the National Academy. de Ciencias (PNAS).

“Estamos entusiasmados con este enfoque, que utiliza un algoritmo de bosque aleatorio que nos permite superar algunas de las limitaciones de los modelos espaciales clásicos“, dice Saarman.

“Nuestro enfoque combina las ventajas de un marco de aprendizaje automático y un proceso de optimización iterativo que integra datos genéticos y ambientales“.

En su África natal, Aedes aegypti era un habitante de la selva, que se alimentaba de paisajes deshabitados o escasamente poblados por humanos.

Desde entonces, el mosquito se ha especializado para alimentarse de humanos y prospera en áreas afectadas por humanos, favoreciendo las pilas de basura, las carreteras llenas de basura y los jardines bien irrigados.

“Utilizando nuestro modelo de aprendizaje automático y las imágenes de satélite proporcionadas por la NASA, podemos combinar estos datos espaciales con los datos genéticos que ya hemos recopilado para profundizar en el movimiento muy específico de estos mosquitos“, dice Saarman.

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“Por ejemplo, nuestros datos revelan su atracción por las redes de transporte humano, lo que indica que actividades como los viveros de plantas están transportando inadvertidamente estos insectos a nuevas áreas“.

Los funcionarios públicos y los administradores de tierras alguna vez confiaron en los pesticidas, incluido el DDT, para mantener a raya a los molestos mosquitos.

“Como sabemos ahora, esos plaguicidas causaron daños ambientales, incluidos daños a los seres humanos”, dice.

“Al mismo tiempo, los mosquitos están desarrollando resistencia a los pesticidas que consideramos seguros para el medio ambiente.

Esto crea un desafío que solo puede resolverse con más información sobre dónde viven los mosquitos y cómo se mueven”.

Saarman agrega que los resistentes sobrevivientes no solo se están adaptando a diferentes fuentes de alimentos y resistiendo los pesticidas, sino que también se están adaptando a temperaturas variadas, lo que les permite expandirse a rangos más fríos.

Los métodos actuales para frenar a los mosquitos portadores de enfermedades se centran en soluciones biotecnológicas, incluida la modificación genética de vanguardia.

“Esperamos que las herramientas que estamos desarrollando puedan ayudar a los administradores a identificar métodos efectivos para mantener las poblaciones de mosquitos lo suficientemente pequeñas como para evitar la transmisión de enfermedades“, dice Saarman.

“Si bien las especies nativas desempeñan un papel importante en la cadena alimentaria, las especies invasoras, como Aedes aegypti, representan un riesgo significativo para la salud pública que requiere nuestra atención“.

Fuente: Utah State University