Un Sistema RFID per studiare gli animali nel loro ambiente

I ricercatori delle università Fordham e Columbia hanno elaborato una soluzione RFID per studiare il comportamento dei roditori anche al di fuori di gabbie e laboratori. Lo scopo era quello di rintracciare i topi selvatici nel loro ambiente.

Una serie di quattro esche dotate di chip RFID in un sito di riciclaggio di Brooklyn ha fornito nuovo materiale ai ricercatori su come i ratti si comportano allo stato brado, a quali profumi sono attratti e quali profumi evitano. I college di New York City, la Fordham University e la Columbia University, in collaborazione con la società di tecnologia RFID UID Identification Solutions, hanno trascorso più di un anno a monitorare i comportamenti dei roditori cittadini.

La novità di questa ricerca

La novità della ricerca risiede nel fatto che gli animali venivano “osservati” non mentre erano in cattività, bensì nel proprio ambiente. È stato così possibile apprendere alcuni dettagli sui topi, che in laboratorio sarebbero sfuggiti.

La soluzione tiene traccia di come si comportano i ratti quando sentono gli odori dei maschi e delle femmine, sia nelle aree aperte che in quelle chiuse. La ricerca ha offerto una visione più ampia rispetto ai test in laboratorio e ha permesso di ottenere risultati maggiori, o comunque diversi.

Mentre il comportamento dei ratti è stato condotto per anni in ambienti controllati, quanto si conosceva finora era poco rilevante per quanto concerne il comportamento dei ratti selvatici. Confrontare i topi da laboratorio con i topi selvatici è come confrontare un Chihuahua e un lupo, ha spiegato Michael H. Parsons, uno dei responsabili del progetto, aggiungendo che il comportamento di qualsiasi specie sarebbe diverso in una gabbia rispetto allo stato selvatico. Poiché poche ricerche sono state condotte nel contesto naturale dei topi, dice: “Nessuno capisce il comportamento dei topi cittadini, milioni di esemplari che corrono tra i nostri piedi”.

Quando Parsons lanciò il suo progetto di localizzazione dei topi per comprendere le reazioni degli animali agli odori, stava seguendo una ricerca simile che coinvolgeva i canguri in Australia. Diversi anni fa, quando arrivò negli Stati Uniti, iniziò a cercare uno degli animali più onnipresenti delle città. I ratti sono notturni, quindi la loro visione è limitata e il loro senso dell’olfatto è aumentato. Ciò li rende altamente sensibili agli odori, che potrebbero quindi essere utilizzati per controllare i loro comportamenti o per catturarli o sterilizzarli.

I ricercatori dovevano tenere traccia di ciò che fanno i singoli ratti e di dove viaggiano per un arco di tempo, afferma Parsons, e ciò ha richiesto che i microchip identificassero in modo univoco ciascun animale. Una delle maggiori sfide del progetto è stata quella di trovare un’azienda o un gestore di proprietà desiderosi di far catturare i topi dai loro ricercatori e poi rilasciarli di nuovo. Un sito di riciclaggio dei rifiuti di Brooklyn, che ha chiesto di rimanere senza nome, ha accettato di farlo, con la stipula che i topi sarebbero stati eliminati al termine della ricerca. La ricerca è attualmente ancora in corso.

I ricercatori Fordham hanno lavorato con una società di tecnologia di localizzazione degli animali, quindi hanno iniziato a collaborare con la UID Identification Solutions. L’azienda ha realizzato una soluzione di identificazione che sfruttano transponder impiantabili (microchip), lettori esterni e un software di raccolta dati personalizzato per i ricercatori. La società si concentra sull’identificazione di animali da laboratorio, nonché su animali domestici, fauna selvatica e soluzioni zoologiche, ma si sono dichiarati “felici di creare un’applicazione personalizzata per ambienti meno convenzionali”.

Identificare gli esemplari con precisione

Per consentire la loro ricerca sui ratti selvatici, Fordham e Columbia hanno creato trappole per catturare 50 roditori, quindi hanno sedato gli animali e iniettato un chip di tipo RFID LF tra le scapole di ogni animale. L’ID univoco codificato sul chip è stato associato, tramite il software, alla descrizione del topo specifico, con caratteristiche come sesso, età e dimensioni approssimative. I ratti sono stati quindi rilasciati.

La distribuzione di lettori RFID è stata impegnativa semplicemente perché era un’applicazione mai sperimentata prima d’ora. Il sistema doveva localizzare i roditori in ambienti esterni, doveva quindi resistere anche a condizioni meteorologiche avverse e alle abitudini dei ratti. Ciò significava assicurarsi che la tecnologia fosse protetta dall’acqua e dai denti dei roditori. Pertanto, il lettore è alloggiato in una scatola resistente e impermeabile.

Un sistema RFID a basse frequenze

L’hardware creato dal team consiste in un lettore RFID Low Frequency (LF) a 134.2 kHz con quattro porte e un cavo collegato a ciascuna. Le antenne sono incorporate in quattro piastre industriali da 0,75 o 1 pollice (circa 2,5 cm). I ricercatori hanno quindi applicato due tipi di odori: feromoni maschili e femminili, un ormone secreto di cui i topi possono facilmente sentire l’odore. Si trovava in aree aperte, oltre che in aree più protette, come contro un muro. Quando un animale dotato di Tag RFID passa sopra un’antenna, viene rilevato il suo ID univoco. Il lettore invia tali dati, insieme alla data e all’ora del rilevamento, a un server locale tramite una connessione mobile.

In aggiunta, i punti di localizzazione delle antenne sono anche monitorati con videocamere. I ricercatori possono quindi fare riferimento anche al filmato per identificare meglio ciò che accade. Mentre le sole telecamere potrebbero aiutare a raccogliere dati basati sul comportamento, afferma Parsons, sarebbe difficile identificare un determinato topo e, quindi, il comportamento specifico di quell’esemplare.

I risultati della ricerca

Il team di ricerca ha scoperto che sia i ratti maschi che le femmine sono attratti dai feromoni femminili ma sono respinti dai feromoni maschili. In aree aperte, i ratti hanno più paura degli altri ratti maschi. I siti contraddistinti dall’odore maschile venivano abbandonati più velocemente, o semplicemente evitati. Queste reazioni sarebbero state meno pronunciate tra i topi di laboratorio, afferma Parsons, poiché il pericolo rappresentato sarebbe meno pronunciato.

Sviluppi futuri

La soluzione, chiamata Rat Tracker, è destinata all’uso in ambienti industriali o urbani. In futuro, l’azienda potrebbe scegliere di includere microchip sensibili alla temperatura corporea per monitorare potenzialmente la salute e il peso degli animali, al fine di capire se o cosa stanno mangiando. Potrebbe anche scegliere di pesare ogni animale taggato mentre passa sopra l’antenna. Questo studio potrebbe aprire la strada a ulteriori progetti futuri su ratti o altri animali nei loro ambienti. Offre la migliore opzione per testare gli animali nel loro habitat.

I risultati del progetto sono stati pubblicati nel Journal of Urban Ecology, prodotto dalla Oxford University Press. Il prossimo passo, riferisce Parsons, sarà di espandere la ricerca ad altri siti, come ad esempio a Houston e Los Angeles.

Gabriele Barbesta

Gabriele Barbesta

Da anni si occupa di tecnologie RFID, con particolare interesse per l'NFC e le sue applicazioni nel mondo sia business che consumer.

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