eeeHive: a new HF RFID-based automated behavioral monitoring system for group-housed animals with high spatiotemporal resolution

تخيل أنك تحاول مراقبة ملعب أطفال مزدحم، لكن لا يمكنك رؤيتهم إلا إذا وقفوا ساكنين تماماً وقمت بتفقدهم واحداً تلو الآخر. هذا هو بالضبط ما كان يفعله العلماء لسنوات عند دراسة مجموعات من الحيوانات باستخدام علامات التتبع القديمة. هذه العلامات التقليدية، التي تسمى تقنية "التردد المنخفض" (LF) RFID، تشبه أجهزة اللاسلكي القديمة والبطيئة. إنها تعمل، لكنها بطيئة جداً لدرجة أنه إذا اقترب حيوانان من بعضهما، يصاب النظام بالارتباك ولا يستطيع سماع سوى واحد فقط في كل مرة. الأمر يشبه محاولة الاستماع إلى غرفة مزدحمة حيث يهمس الجميع؛ فأنت تفقد التفاصيل ولا تستطيع معرفة من يتحدث مع من.

تقدم الورقة البحثية حلاً جديداً يسمى eeeHive، وهو يشبه الترقية من أجهزة اللاسلكي البطيئة تلك إلى برج مراقبة حركة جوية فائق السرعة ومنظم للغاية.

إليك كيف يعمل الأمر بكلمات بسيطة:

• المشكلة في الطريقة القديمة: كان النظام القديم بطيئاً للغاية. استغرق الأمر وقتاً طويلاً لتفقد كل حيوان، لذا إذا تجمعت مجموعة من الفئران أو القردة معاً، لم يستطع النظام التمييز بينهم. كان الأمر يشبه محاولة التقاط صورة لسيارة سباق سريعة بكاميرا ذات سرعة غالق بطيئة جداً — النتيجة هي مجرد كتلة ضبابية مشوشة.
• ترقية eeeHive: قام الباحثون ببناء نظام مخصص باستخدام تقنية "التردد العالي" (HF). فكر في هذا كأنه ماسح ضوئي فائق السرعة يمكنه المرور عبر الحشود في طرفة عين. بدلاً من فحص الحيوانات واحداً تلو الآخر، يمكنه فحص العديد منها في وقت واحد.
• ما مدى سرعته؟ النظام سريع بشكل مذهل. فهو يفحص نقطة معينة (هوائي) في غضض 5.9 مللي ثانية فقط (هذا أسرع من رفرفة أجنحة طائر الطنان) ويقرأ العلامة في 8.2 مللي ثانية أخرى. ولأنه سريع جداً، يمكنه رصد الحيوانات حتى عندما تتجمع في مجموعة متراصة، مثل سرب من الأسماك أو كومة من الفئران النائمة.

ماذا فعلوا به؟
اختبر الفريق هذا "المسح الخارق" على أنواع مختلفة من الحيوانات ليرى ما إذا كان يعمل حقاً:

• الفئران: تتبعوا 24 فأراً لمدة أسبوع كامل.
• القرود: تابعوا ستة قرود من نوع المارموسيت الشائع لمدة سبعة أساباء.
• الحياة المائية: اختبروه أيضاً تحت الماء مع سمندل اليابان ذو البطن الناري وصغار سمك البلطي النيلي.

ماذا تعلموا؟
لأن النظام سريع ودقيق للغاية، لم يكتفِ فقط بإخبارهم أين توجد الحيوانات؛ بل كشف أيضاً عن "شخصيتها" وحياتها الاجتماعية. لقد أظهر:

• مقدار المساحة التي استخدمها كل حيوان.
• كيف تغيرت تحركاتهم بمرور الوقت.
• روتينهم اليومي وعاداتهم.
• كيف تفاعلوا مع بعضهم البعض (من الذي قضى وقتاً مع من).

الخلاصة
تزعم الورقة البحثية أن eeeHive يحل المشكلات الرئيسية لأنظمة التتبع القديمة. فهو يسمح للعلماء بمراقبة مجموعات من الحيوانات — سواء كانت على الأرض أو في الماء — بمستوى من التفصيل والسرعة كان مستحيلاً في السابق. إنه يحول فيلم سلوك الحيوان البطيء والضبابي إلى فيديو عالي الدقة وواضح، مما يسمح للباحثين برؤية الحياة الاجتماعية المعقدة للحيوانات التي تعيش في مجموعات في الوقت الفعلي.