Un grupo de ingenieros de la Universidad de León, en colaboración con el centro tecnológico leonés Centrotec, ha desarrollado una técnica de visión artificial para valorar la calidad del semen de cerdo aplicado a la inseminación artificial. Entre otros aspectos, los investigadores han creado un novedoso sistema para detectar daños en el acrosoma del esperma, una membrana que indica el tiempo de vida reproductiva de una muestra. Los resultados, publicados en revistas internacionales como Computers in Biology and Medicine, alcanzan una fiabilidad del 98 por ciento.

Carlos Domínguez Tejerina, catedrático de Reproducción Animal de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de León y director de Centrotec, centro tecnológico dedicado a la reproducción animal creado en 2001, explica que la valoración del semen para su uso en inseminación artificial se realiza distinguiendo características esenciales como su movilidad y morfología. Hasta ahora este trabajo se realiza de forma manual, algo «fatigoso y poco operativo» para empresas y centros tecnológicos que trabajan con muchas muestras de semen al día.

Así surgió la colaboración con los investigadores del grupo Visión Artificial y Reconocimiento de Patrones (VARP), del departamento de Ingeniería Eléctrica, Sistemas y Automática de la Universidad de León. La idea era conseguir un sistema informático para obtener imágenes del semen y analizarlas de forma automática con un software. Según Domínguez Tejerina, «ya existen sistemas informáticos en el mercado, sobre todo para medir la movilidad, pero las necesidades de Centrotec van más allá: queremos conocer más características de los espermatozoides, que están vivos, se mueven y, además, tienen capacidad de fecundar».

Colaboración con investigadores holandeses

«Para estudiar el potencial fecundador del semen hay que estudiar el acrosoma de los espermatozoides», argumenta el director de Centrotec, «algo cuyo análisis mediante métodos informáticos no está desarrollado de forma comercial». El acrosoma es una especie de membrana que recubre el espermatozoide y que refleja su capacidad reproductiva, así como el tiempo de vida útil de la muestra. Los ingenieros del VARP han desarrollado una técnica que permite, a través de una imagen obtenida mediante un microscopio óptico, segmentar la cabeza del espermatozoide y analizarla mediante descriptores de textura como el gradiente del contorno.

«El daño en el acrosoma se puede observar mediante las variaciones en el nivel de gris de su contorno», explica Enrique Alegre Gutiérrez, investigador del VARP responsable del trabajo. Las variaciones del contorno con respecto al fondo se miden mediante un vector que toma datos de múltiples puntos, y en cuyo desarrollo han colaborado investigadores holandeses. Para extraer la característica esencial del vector (la morfología que debe tener el acrosoma) y validar los resultados, los ingenieros leoneses se han basado en resultados obtenidos por los veterinarios mediante métodos tradicionales, en este caso tinciones. Para crear el software han utilizado un lenguaje informático denominado Matlab, que «permite desarrollos muy rápidos, pero que no está pensado para crear aplicaciones comerciales».

Resultados únicos

Mediante este sistema los investigadores han obtenido tasas de acierto «del 95 y 98 por ciento en los últimos trabajos publicados», asegura Enrique Alegre. Es decir, mediante el sistema informático desarrollado en la Universidad de León se puede predecir de forma automática la capacidad de fecundar de una muestra de semen de verraco con una fiabilidad cercana al 100 por cien. «En la actualidad sólo hay un grupo de investigación en Brasil que hace algo similar», prosigue el investigador, para quien a partir de esta base se podría desarrollar una aplicación comercial, aunque no es el objetivo del trabajo. La utilidad de este nuevo sistema es enorme, según Carlos Domínguez Tejerina, ya que supone agilizar y objetivizar el proceso de valoración del semen.

Aplicaciones en investigación

El sistema desarrollado por los investigadores del grupo Visión Artificial y Reconocimiento de Patrones (VARP) en colaboración con Centrotec también mide una serie de parámetros del espermatozoide (longitud, anchura, área, perímetro, rugosidad, elongación, etc.), que constituyen «una morfometría difícil de conseguir por un experto a simple vista», apunta Carlos Domínguez Tejerina. «Mediante este sistema se pueden saber las características de cada población de semen», lo cual tiene múltiples aplicaciones en la investigación en inseminación artificial, como por ejemplo, «medir de forma objetiva las reacciones de la muestra a tratamientos como la estimulación de la movilidad mediante cafeína», entre otras muchas.