Hjertemorfologi hos laks. Mens hjerte på bilde A (fra vill-laks) og B (fra oppdrettslaks) framstår som relativt normale, vurderes hjertefasong i bilde C og D som avvikende. Prosjektet søker å finne verktøy for objektiv, kvantitativ vurdering av slike avvik. Dette skal brukes til å beskrive betydning av avvik, samt årsaksforhold med håp om å forebygge nedsatt hjertehelse. Foto: Ida Beitnes Johansen/NMBU
Hjertemorfologi hos laks. Mens hjerte på bilde A (fra vill-laks) og B (fra oppdrettslaks) framstår som relativt normale, vurderes hjertefasong i bilde C og D som avvikende. Prosjektet søker å finne verktøy for objektiv, kvantitativ vurdering av slike avvik. Dette skal brukes til å beskrive betydning av avvik, samt årsaksforhold med håp om å forebygge nedsatt hjertehelse. Foto: Ida Beitnes Johansen/NMBU

Hvordan står det til med laksens hjertehelse?

På en kald, steril metallbenk ligger et nylig avdødt kadaver. Obdusenten åpner buken og leter seg fram til hjertet. Allerede nå kan hun se at ikke alt er som det skal være med dette hjertet. Hun dissekerer det forsiktig ut og legger det på benken ved siden av kadaveret. Nå er hun ganske sikker. Dette individet har mest sannsynlig dødd av hjertestans. Hjertet er lite, rundt og generelt ganske deformert og hun undrer seg over at dette individet har overlevd såpass lenge.

Publisert

Det skriver en gruppe forskere (se faktaboks) i en artikkel om prosjektet DigiHEart finansiert av den nordiske forskningsalliansen NordForsk. Teksten under er skrevet av dem:

Hadde individet foran henne vært et menneske, hadde det vært dødt for lenge siden. Det er hun sikker på. Men det er ikke et menneske som ligger foran henne på benken, men en fisk. Nærmere bestemt en atlantisk laks. Og obdusenten er ingen rettspatolog, men en fiskehelseveterinær som forsøker å forstå hvorfor denne fisken døde etter dagens avlusing i anlegget. Det er en vanskelig jobb. Hun mangler referansene og verktøyene som trengs for å kunne si om dette deformerte hjertet har forårsaket akkurat denne fiskens død.  Hvorfor denne og mange andre oppdrettslaks har så merkelig hjertefasong (sammenliknet med villaksen) vet hun heller ikke.

Det er i det hele tatt veldig lite vi vet om årsaker til og konsekvenser av hjertelidelser hos oppdrettslaks, til tross for at de ser ut til å være nokså vanlige. Spesielt har hjertesykdom som ikke skyldes virusinfeksjoner fått svært lite oppmerksomhet. En mulig forklaring kan være mangelen på gode verktøy for å vurdere slike tilstander. Fiskehelsepersonell uttrykker ofte sin bekymring over funn av betydelig avvikende hjerteform, men det finnes ingen gode verktøy for å systematisere og diagnostisere dette. Dagens driftsform involverer ofte gjentatte, akutte episoder med betydelig stress, noe som blant annet den omfattende bruken av nye behandlingsmetoder mot lakselus har bidratt med. Det er ikke uvanlig å observere akutt dødelighet etter slike avlusningsoperasjoner, hvor eneste tegn til avvik hos dødfisk involverer sirkulasjonsforstyrrelser og tegn til hjertesvikt. Særlig rammer dette stor og tilsynelatende frisk fisk som oppdretter har investert i over lang tid. Samtidig som dette er en dyrevelferdsmessig utfordring bidrar det også til betydelige økonomiske tap for oppdretter.

Forfattere

  • Alf Seljenes Dalum, Avdeling fIskehelse, Nofima, Ås 
  • Jørgen Andreas Åm Vatn, Ocean Space, Group research and development, DNV, Høvik.
  • Michael Frisk, Institutt for eksperimentell medisinsk forskning, Oslo universitetssykehus, Ullevål, Oslo.
  • Harriet Romstad, Aqua Kompetanse AS, Flatanger.
  • Ida Beitnes Johansen, Institutt for prekliniske fag og patologi, NMBU Veterinærhøgskolen, Ås.

Et nylig oppstartet samarbeidsprosjekt mellom Færøyene, Sverige og Norge ønsker å framskaffe nye verktøy for å forstå, vurdere og gradere avvikende hjertefasong på en objektiv og reproduserbar måte. I prosjektet DigiHeart finansiert av den nordiske forskningsalliansen NordForsk har oppdrettere, fiskehelsepersonell og forskere innen fiskehelse, fysiologi, humanmedisin og maskinlæring funnet sammen for å kombinere biologisk kunnskap med maskinlæring for å finne nye metoder for en mer forutsigbar produksjon av laks.

Det første steget i denne tverrfaglige tilnærmingen er å utvikle pålitelige maskinsynsalgoritmer. Slik blir det mulig å analysere hjertefasong på en mer effektiv og konsekvent måte. Informasjonen hentet fra disse bildene, vil sammen med informasjon om produksjonsforhold fra oppdrettsanlegget gå inn i statistiske modeller (probabilistiske kausale modeller) som gjør det mulig å teste hypoteser om årsakssammenhenger knyttet til hjertesvikt. På denne måten kan vi sammenligne ulike driftsformer i de tre deltagende nordiske landene, lokaliteter og bakenforliggende ulikheter og fastslå hva ulike hjertelidelser skyldes. Sammen vil disse to metodene fungere som motoren i et nytt beslutningsverktøy tiltenkt bruk i felt, som skal bistå oppdretterne i å ta gode beslutninger til rett tid.

Maskinlæring

  • Maskinlæring, som er en gren av det vi kaller «kunstig intelligens», har over de siste årene fått mye oppmerksomhet, også innen akvakultur. En vanlig oppfatning er at disse metoden kan løse alle verdens problemer, så lenge man har nok data å fôre algoritmene med. Sannheten er imidlertid at maskinlæring kun er teknikker som gjør datamaskiner i stand til å finne mønstre og håndtere store mengder data på en intelligent måte. Man kan derfor ikke forstå komplekse problemstillinger med mindre man har domenekunnskap om de problemene man undersøker.
  •  I dette prosjektet ønsker vi derfor å se på tre ulike grener av maskinlæring, (I) maskinsyn for standardisert vurdering av hjertefasong, (II) probabilistiske kausale modeller for å finne og forstå årsakssammenhengene til disse lidelsene og (III) stordatahåndtering for å utvikle nye beslutningssystemer.

For at disse verktøyene skal bli så bra som mulig, inviterer vi med dette oppdrettere i Norden til å bli med i prosjektet og slik drive den digitale transformasjonen videre. Laks er sunt for vår hjertehelse. Nå ønsker vi også å slå et slag for laksens hjertehelse.