A IA ajuda a avaliar os riscos ambientais dos produtos químicos
Equipa de investigação encontra falhas sistemáticas nos testes de bioacumulação em peixes
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O fator de bioconcentração mostra a concentração de substâncias químicas nos peixes em comparação com a água circundante. É a medida padrão para determinar a bioacumulação de substâncias químicas no ambiente. Até agora, partia-se do princípio de que este fator, abreviadamente designado por BCF, era uma constante para cada substância específica. Agora, uma equipa de investigação interdisciplinar liderada pelo Professor Heinz Köhler do Instituto de Evolução e Ecologia da Universidade de Tübingen revelou que não é esse o caso e que o fator de bioconcentração varia consoante a concentração específica utilizada no teste. Esta descoberta lança dúvidas sobre os dados de bioacumulação utilizados no processo de licenciamento da UE para mais de metade das substâncias químicas que potencialmente se acumulam nos peixes. Por conseguinte, a equipa de investigação desenvolveu uma ferramenta de inteligência artificial que permite aos investigadores avaliar as propriedades de bioacumulação das substâncias com um grau de certeza muito elevado. Esta ferramenta está a ser disponibilizada gratuitamente. A equipa publicou os seus resultados no Journal of Hazardous Materials.
A concentração de substâncias químicas na cadeia alimentar é problemática, especialmente porque também afecta os seres humanos. "As concentrações podem acumular-se de forma maciça no corpo humano. E se uma substância é prejudicial, muitas vezes só se torna claro após um longo período de tempo", diz Heinz Köhler.
O fator de bioconcentração nos peixes é utilizado em todo o mundo como uma referência fundamental para avaliar o risco dos produtos químicos, a fim de normalizar os dados sobre a bioacumulação nos animais. "Ao contrário do que se pensava - e praticava - o fator não fornece um critério específico para cada substância química", afirma Köhler. "Se a concentração de teste para a massa de água circundante for elevada, isso resulta, em quase todos os casos, num BCF mais baixo, e vice-versa com uma concentração de teste baixa. A nossa equipa provou isto matematicamente e explicou-o fisiologicamente". De acordo com Köhler, este efeito não tinha sido registado anteriormente - ou, pelo menos, não tinha sido mencionado em nenhum lugar do mundo em qualquer regulamento de classificação de perigo químico. A equipa da Universidade de Tübingen, liderada por Heinz Köhler e pela Professora Rita Triebskorn, também coautora do estudo, chegou a estas conclusões juntamente com os seus parceiros de cooperação da Agência Federal Alemã do Ambiente e das Universidades de Yale e Atenas, através da avaliação de milhares de estudos sobre testes químicos que avaliaram o fator de bioconcentração.
Processamento eficiente de informação complexa
Na etapa seguinte, a equipa utilizou a aprendizagem profunda, um método de aprendizagem automática de IA, para desenvolver um programa capaz de prever dados experimentais sobre o fator de bioconcentração com 90% de certeza. A aprendizagem profunda utiliza redes artificiais - semelhantes aos neurónios em rede de um cérebro - para processar conjuntos de dados complexos e extrair padrões e caraterísticas interessantes dos dados. O método é utilizado para processar informações complexas de forma eficiente. "Também podemos utilizar a nossa ferramenta para descrever valores especialmente críticos para os produtos químicos com os piores cenários, ou seja, casos em que os produtos químicos seriam bioacumulados de forma particularmente grave", afirma Köhler.
A equipa obteve o mesmo resultado que o método antigo para as substâncias classificadas como bioacumuláveis na UE em cerca de 90% dos casos. "No entanto, quando utilizámos a nossa ferramenta para analisar as substâncias químicas que até agora tinham sido classificadas como não se acumulando perigosamente nos animais, chegámos a um resultado alarmante: mais de 60% das substâncias que deveriam ter sido identificadas como bioacumuladoras não foram classificadas como tal com o método estabelecido." Essas condições de teste foram selecionadas de modo a que o resultado reflectisse um fator de bioconcentração demasiado baixo para as piores condições possíveis. "O nosso meta-estudo mostrou como é importante realizar os testes químicos do fator de bioconcentração em peixes em condições relevantes para o ambiente. Só assim podemos obter valores realistas para a avaliação dos riscos", afirma o investigador. A fim de assegurar uma categorização normalizada e fiável dos produtos químicos, a equipa de investigação está a disponibilizar gratuitamente a nova ferramenta de IA, BCFpro.
Uma vez que o BCFpro também pode prever de forma muito fiável a bioacumulação de futuros novos desenvolvimentos químicos, este método baseado em computador oferece um enorme potencial para reduzir os ensaios em animais. "A investigação deve também centrar-se na prática, desafiá-la e examiná-la. É isso que este estudo faz. Desta forma, os investigadores da Universidade de Tübingen estão a ajudar a melhorar os métodos ecotoxicológicos e, assim, a promover a segurança ambiental e o bem-estar dos animais", afirma a Professora Dr. Dr. h.c. (Dōshisha) Karla Pollmann, presidente da Universidade de Tübingen.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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