Intelixencia artificial para atopar os mellores cogomelos

A graduada en Bioloxía Laura Iglesias Bernabé descubriu interaccións clave entre as propiedades do chan e os factores climáticos no micelio de ‘Boletus edulis’ e ‘B. reticulatus’. A investigación desenvolveuse en soutos de castiñeiros de diferentes idades, con aplicación de intelixencia artificial (IA). Este estudo realizouno durante a súa tese doutoral na Facultade de Bioloxía da Universidade de Vigo e en coordinación co Centro de Biotecnoloxía da empresa Hifas Foresta, situado en Bora (Pontevedra), onde se localizaron os soutos experimentais.

Pedro Pablo Gallego, catedrático de Universidade adscrito ao departamento de Bioloxía Vexetal e Ciencia do Chan da Uvigo, codirector da Tese e coordinador desta investigación, indica que o reto do traballo estaba en analizar simultaneamente un elevado número de factores que afectan ao micelio (parte do fungo que se desenvolve no chan).

“Ata o momento o efecto de ditos factores analizábase mediante correlacións entre eles e estatística tradicional, pero faltaba unha visión global. Por iso, a única forma que hai para analizar todo o conxunto de factores é empregar uns algoritmos de IA, concretamente as redes neuronais artificiais (en inglés ANNs)”. O profesor explica que estas ANNs permiten construír modelos matemáticos cos datos e a propia IA busca patróns nos que se poden observar as interaccións entre os factores e determinar aqueles que son claves.

O principal obxectivo deste estudo foi determinar a posible interacción dos factores abióticos (chan e clima) sobre a concentración micelial e frecuencia dos fungos ectomicorrízicos ‘Boletus edulis’ e ‘B. reticulatus’. A frecuencia e concentración do micelio de Boletus determináronse durante tres meses (setembro, outubro e novembro) e dous anos (2018 e 2020), en tres hortos de castaños híbridos de 40, 10 e 3 anos.

Laura Iglesias durante a extración de material do cogomelo para o seu establecemento en cultivo in vitro. Fotos de Pedro Pablo

Un software para xerar coñecemento
A combinación ANNs con lóxica difusa, denominada “lóxica neurodifusa” (en inglés, neurofuzzy logic; NF), permitiu a construción de dous modelos robustos. “Usando o software FormRules que combina ANNs e NF, fomos capaces de xerar modelos que ofrecen novo coñecemento, facilitando a interpretación dos resultados”. O profesor incide en que é un sistema moi potente e moi fácil de entender e usar por non expertos en IA. Lembra que “o noso grupo de investigación leva desde 2009 utilizando redes neuronais; non é un tema novo, a pesar da alarma que se está xerando na actualidade sobre a IA”.

No primeiro modelo, utilizando o ano, o mes e a parcela de mostraxe como datos de entrada, NF identificou interaccións ocultas entre o ano e o mes na concentración de micelio de ‘B. edulis’. Tamén entre a parcela e mes de mostraxe na frecuencia do micelio de B. reticulatus, mellorando así a información obtida da análise estatística tradicional.

Boletus edulis en cultivo in vitro sobre placa Petri. Fotos de Pedro Pablo

No segundo modelo, ese tres factores desagregáronse en 44 entradas, incluídas 20 propiedades do chan e 24 factores climáticos, sendo NF capaz de seleccionar só 8 como factores críticos para explicar a variabilidade atopada en ambas as especies de Boletus con respecto á frecuencia e concentración do micelio. Especificamente, NF seleccionou dúas propiedades químicas do chan (capacidade de intercambio catiónico e carbono total) e tres propiedades físicas (macroagregados, porosidade total e humidade do chan), así como as súas interaccións con elementos climáticos (diferenza acumulada entre precipitación e potencial).

Resultados do estudo
As interaccións clima-chan, a través do balance hídrico e a dispoñibilidade de auga no chan, xunto con certas propiedades químicas e físicas (macroagregados, porosidade…) do chan, foron os principais determinantes da frecuencia micelial e a concentración de Boletus.

‘B. edulis’ e ‘B. reticulatus’ atoparon condicións máis favorables en 2020 e en novembro, probablemente debido ás maiores precipitacións que caracterizaron este ano ao final do verán. Con todo, diferían completamente en canto aos requisitos do chan, xa que o micelio de B. reticulatus atópase con maior frecuencia en hortos maduros de 40 anos e máis dependente da alta dispoñibilidade de auga e porosidade do chan que B. edulis. Esta última especie distribuíuse por igual en todos os hortos, especialmente en novembro, e viuse afectada significativamente polo contido de C e os macroagregados do chan.