Нейроинтерфейсы в молочном животноводстве: мифы и реальность

Сегодня многие молочные хозяйства уже прошли классический путь повышения продуктивности: улучшили условия содержания животных, внедрили современные системы автоматизации, провели селекцию. Усилить эффект от этих действий можно с помощью современных технологий, например, нейростимуляции. Но так как метод относительно новый, он одновременно вызывает интерес и настороженность. О том, где заканчиваются мифы и начинаются факты, рассказал директор по управлению проектами компании «Нейророга» Александр Бубенок.

Миф 1. Вживление нейроимплантов опасно и болезненно

Для большинства фермеров сама фраза «вживление импланта в мозг» звучит настораживающе. Возникают ассоциации с длительной операцией под общим наркозом, риском инфицирования и долгим восстановлением.

Вероятно, сразу же вспоминаются и новости об Илоне Маске и его проекте Neuralink, а также предостережения экспертов о том, что подобные операции на людях могут таить в себе опасность. Ведь до сих пор непонятно, как будет реагировать организм человека на импланты в долгосрочной перспективе. Однако современная имплантология шагнула далеко вперед. Например, титановые ортопедические имплантаты при надлежащем уходе они могут эксплуатироваться всю жизнь человека.

Но в целом, важно понимать, что нейростимуляция – не эксперимент над животными, а метод заимствованный из медицины. Её используют для лечения пациентов, страдающих от болезни Паркинсона, эпилепсии, хронических болевых синдромов и других заболеваний, а также для снижения уровня стресса. Поэтому речь не об опасности, а о применении проверенной технологии в новом контексте.

И хотя в агросфере нейротехнологии начали использовать относительно недавно, первые результаты обнадеживают. Например, в России уже были проведены первые операции по установке нейроимплантов коровам. Результаты говорят сами за себя: 100% животных выжили, быстро восстановились и вернулись в производственный цикл. При этом во время процедуры коровы оставались в сознании и не проявляли признаков боли или дискомфорта, что также подтверждалось данными на отслеживающих мониторах.

Миф 2. Эффективность нейростимуляции сомнительна

Есть немало примеров агротехнологий и «громких инноваций», которые так и не дошли до практического применения. Например, VR-очки для коров. Так, в эксперименте 2019 года использовался прототип очков виртуальной реальности, в которых коровы видели симуляцию летнего зеленого поля. Это действительно снижало тревожность животных, однако не позволило увеличить надои. Поэтому фермеры могут воспринимать и нейроинтерфейсы как очередной футуристический проект.

Тем не менее нейростимуляция отличается от подобных решений как по сути, так и по результатам. Она открывает новые возможности, когда классические методы повышения надоев уже достигли своего потолка. Улучшенные корма, комфортные условия содержания, селекционная работа – все это остается основой. Но в условиях ограниченных ресурсов, роста цен на корма и оборудование, а также нехватки кадров, хозяйствам нужны новые решения.

Современные нейроинтерфейсы работают за счет мягкого воздействия на конкретные зоны мозга. Сегодня нейрофизиологи уже точно определили, что на надой влияют как минимум четыре ключевые зоны: отвечающая за аппетит, регулирующая уровень стресса и тревожности, связанная с двигательной активностью и отвечающая за рефлекс молокоотдачи. Нейроинтерфейсы помогают управлять физиологией животных с помощью мягкого воздействия на эти зоны.

Рассмотрим пример. Известно, что аппетит коровы формируется под влиянием множества факторов: от погоды и шума на ферме - до настроения скотника. Поэтому когда он снижается, система подбирает ему подходящий режим нейростимуляции, помогая восстановить норму потребления корма. То есть, цель такого воздействия – сделать поведение и продуктивность животных менее зависимыми от внешних факторов и более прогнозируемым.

Миф 3. Имплантация – это дорого и не подходит для массового применения

Любое высокотехнологичное вмешательство ассоциируется с высокой стоимостью оборудования, квалифицированными хирургами и сложной инфраструктурой, что требует вполне значительных затрат. Для сравнения: в человеческой медицине имплантация системы стимуляции блуждающего нерва, без учета стоимости компонентов, обходится примерно в 120 000 рублей, а системы хронической стимуляции диафрагмальных нервов – около 150 000 рублей. Неудивительно, что фермеры воспринимают подобные технологии как «игрушку для лабораторий», а не технологии, которые можно применить на обычной ферме.

Действительно, еще несколько лет назад такой аргумент выглядел весомо. Но за довольно короткое время технологии шагнули вперед. На сегодняшний день, используется формат мобильных нейрохирургических операционных, которые размещаются прямо на территории фермы. Это позволяет проводить имплантацию без транспортировки животных и нарушения производственного цикла хозяйства.

Процедура занимает в среднем до получаса, после чего животное быстро возвращается к привычному ритму жизни. Благодаря такому подходу стоимость операции снижается, а сама технология становится доступнее для широкого применения.

В ближайшей перспективе ученые планируют сделать такие операции рутинной практикой: установку имплантов сможет выполнять штатный ветеринар прямо на ферме без привлечения узкопрофильных специалистов. А это значит, что финансовые и организационные барьеры для массового внедрения будут продолжать снижаться.

Более того, в стране уже планируется реализация пилотных коммерческих проектов с десятками животных. Да, до промышленного внедрения еще предстоит пройти определенный путь, накопить статистику, оптимизировать устройства, упростить процесс имплантации. Реалистичный сценарий выглядит так: в ближайшие годы – расширение числа пилотных проектов и коммерческих внедрений на крупных фермах, а в среднесрочной перспективе – широкое распространение в сегменте молочного животноводства.

При этом, важно подчеркнуть, нейростимуляция не заменяет традиционные методы, а дополняет их. Корма, условия содержания, селекционная работа – остаются фундаментом. Но именно новые технологии позволяют преодолеть пределы, достигнутые классическими подходами, и выйти на новый уровень эффективности.

Поскольку технология уже была применена в условиях реальной фермы и ведется наблюдение за положительной динамикой первых подопечных, ученые уже приступают к первому коммерческому внедрению, в рамках которого нейростимуляторы будут установлены 20 коровам.

По предварительным расчетам, прирост надоев компенсирует затраты на импланты и оборудование, а дополнительная реализация молока формирует положительную доходность. Ожидается, что когда технология будет работать с комплексным воздействием на все четыре зоны мозга, потенциал роста надоев может достичь показателя в 30%.


Источник: dairynews.ru