Искусственный интеллект в прогнозировании «синдрома хрупких жеребят»

«Синдром хрупких жеребят» («синдром фарфоровых жеребят», FFS) – это генетическое заболевание лошадей, которое приводит к порокам соединительной ткани, при этом у гомозиготных (имеющих две копии дефектного гена) животных кожа очень тонкая, позвоночник деформирован, отмечаются открытые полости тела и язвы, что приводит к падежу. Ветеринары и заводчики обнаруживают его у теплокровных пород лошадей, а в последние годы сообщается о повышении заболеваемости, отметила Хэдли Рахэль (сотрудница лаборатории генетики лошадей Университета Флориды) во время выступления на симпозиуме Общества коневодов 6-9 июня 2023 г. Поэтому исследователи пытаются выявить причину растущей частоты, один из вариантов объяснения ситуации – действие носительства гена, вызывающего FFS у потомства, на биомеханику спортивных лошадей. «Особенности телосложения влияют на здоровье, спортивные способности и, в конечном счете, на предполагаемое использование лошади», — сказала Рахэль. «Лошади обычно отбираются для разведения на основе рабочих данных, это может означать, что в последние годы непреднамеренно разводят больше животных, которые являются носителями, если они имеют некоторые преимущества в производительности». 

В опыте ученые использовали технологию искусственного интеллекта (ИИ) для изучения телосложения лошадей, чтобы определить, являются ли животные носителями «сломанного» гена. Рассматривались спортивные лошади, причем животные контрольной группы достоверно не были носителями (это было определено с помощью генотипирования в начале исследования). Чтобы собрать данные об экстерьере для системы искусственного интеллекта, исследователи прогоняли каждую лошадь по обозначенному маршруту, перпендикулярному установленной видеокамере. 

Изучались такие показатели, как длина головы, шеи, правой передней конечности (от плечевого сустава до локтевого и от локтевого до запястного), правой задней конечности (от коленного сустава до скакательного и от скакательного до путового). Исследователи проанализировали по три кадра от каждой лошади на одном и том же этапе движения на рыси и масштабировали измерения по длине головы. 

«Мы обнаружили, что у носителей копии дефектного гена длина шеи и задних конечностей оказались больше, чем у не носителей», — сообщила Рахэль. «В будущих исследованиях мы продолжим увеличивать размер выборки, а также планируем использовать для анализа дополнительные показатели». 

Этот опыт подтвердил возможность применения ИИ в количественной оценке особенностей телосложения спортивных лошадей и выявил различия между носителями гена «синдрома хрупких жеребят» и не носителями, которые могут влиять на спортивную производительность. Специалистка добавила, что новая технология выступит отправной точкой для будущих исследований по этой теме.