Measuring Brain Activity of Cattle Under Stress, Using Temperature Sensing Technology to Improve Animal Welfare

Os animais, assim como as pessoas, sentem emoções. Eles experimentam medo, estresse e conforto, e esses estados internos desencadeiam mudanças físicas em seus corpos. Quando um animal se sente ameaçado, seu sistema nervoso entra em alta velocidade, bombeando hormônios que aceleram o coração e alteram o fluxo sanguíneo. Por décadas, cientistas tentaram encontrar uma maneira de medir esses sentimentos sem perturbar o animal ou causar-lhe mais estresse. Uma via promissora envolve o próprio cérebro. Em muitas espécies, os lados esquerdo e direito do cérebro lidam com diferentes tipos de pensamento e sentimento. O lado direito está frequentemente ligado a emoções negativas e surpresas repentinas, enquanto o lado esquerdo gerencia a rotina e experiências positivas. Como o fluxo sanguíneo para o cérebro muda quando essas diferentes partes estão ativas, a temperatura da pele próxima ao cérebro pode sofrer pequenos desvios. Se os pesquisadores conseguirem medir essas minúsculas mudanças de temperatura com precisão, poderão "ler" o estado emocional de um animal à distância.

Esta questão de como medir os sentimentos dos animais sem intrusão é central para o trabalho de Saphia Silverwood e Sean J. O'Hara, da Universidade de Salford. Eles se propuseram a testar se sensores de temperatura poderiam revelar o estado emocional do gado, observando especificamente sinais de que os lados esquerdo e direito do cérebro de uma vaca estavam trabalhando de forma diferente durante um momento de estresse. Os pesquisadores concentraram-se nas orelhas, que são ricas em vasos sanguíneos e próximas ao cérebro, esperando ver se uma orelha ficaria mais quente que a outra quando uma vaca estivesse estressada. Eles usaram duas ferramentas diferentes: um termômetro padrão que exigia uma sonda colocada dentro do canal auditivo, e uma câmera térmica portátil que podia tirar fotos da temperatura da superfície da orelha a uma curta distância. O objetivo deles era ver se esses métodos poderiam detectar não apenas que uma vaca estava estressada, mas exatamente como seu cérebro estava processando esse estresse.

O estudo ocorreu em uma fazenda comunitária em Manchester, Reino Unido, em um dia frio de dezembro. Os pesquisadores trabalharam com trinta e cinco vacas de várias raças, incluindo Herefords e Limousins, variando de bezerros jovens a adultos. Os animais já estavam acostumados a serem manuseados, mas nunca haviam participado de um teste científico antes. A equipe primeiro registrou a frequência cardíaca e a temperatura de cada vaca enquanto ela estava parada calmamente em seu grupo. Em seguida, moveram os animais um a um para um tronco de contenção, um estreito corredor de metal usado para imobilizá-los para cuidados veterinários de rotina. Este confinamento é conhecido por ser estressante para o gado, fazendo com que sua frequência cardíaca aumente. Enquanto as vacas eram contidas no tronco, os pesquisadores repetiram rapidamente as medições, verificando a frequência cardíaca e a temperatura de ambas as orelhas usando tanto o termômetro quanto a câmera térmica.

Os resultados confirmaram que as vacas estavam, de fato, estressadas. Todas as faixas etárias mostraram um aumento na frequência cardíaca ao serem colocadas no tronco. As vacas adultas, que começaram com uma frequência cardíaca média de cerca de 98 batimentos por minuto, viram suas frequências cardíacas saltarem para aproximadamente 135 batimentos por minuto. Os animais mais jovens mostraram aumentos semelhantes. Isso confirmou que a situação era estressante o suficiente para desencadear uma resposta física clara. Quando os pesquisadores observaram as temperaturas das orelhas, descobriram que as orelhas das vacas ficaram, de fato, mais quentes durante o evento estressante. A temperatura dentro do canal auditivo subiu cerca de 1,1 grau Celsius em ambas as orelhas. A câmera térmica também detectou um aumento na temperatura da superfície, particularmente na orelha direita, que aqueceu cerca de 2 graus Celsius em média.

No entanto, o estudo não encontrou o padrão específico que os pesquisadores esperavam. Eles previram que, se as vacas estivessem processando emoções negativas, o lado direito de seus cérebros estaria mais ativo, fazendo com que a orelha esquerda ficasse mais quente que a direita. Em vez disso, a temperatura subiu em ambas as orelhas igualmente. Não houve uma diferença clara entre os lados esquerdo e direito que sugerisse que um hemisfério do cérebro estava trabalhando mais do que o outro. Os dados mostraram um aumento simétrico de calor, significando que o estresse afetou todo o cérebro ou a circulação geral do corpo de uma forma que não favoreceu um lado. Essa descoberta sugere que, embora as vacas estivessem certamente estressadas, seus cérebos não estavam mostrando o tipo de atividade unilateral que algumas teorias da emoção preveem.

Os pesquisadores também compararam as duas ferramentas de medição para ver se concordavam entre si. Eles descobriram que o termômetro dentro da orelha consistentemente lia cerca de 5 a 6 graus Celsius a mais do que a câmera térmica olhando para a superfície. Essa lacuna era esperada porque o ar no curral estava frio, o que resfriava o exterior da orelha, enquanto o termômetro media o calor profundamente no interior. Apesar dessa diferença nos números absolutos, ambas as ferramentas concordaram com o ponto principal: a temperatura subiu quando as vacas ficaram estressadas. A câmera térmica foi capaz de detectar a mudança, mas o clima frio e a espessura do pelo das vacas tornaram as leituras menos precisas do que as do termômetro. O estudo concluiu que, embora a imagem térmica seja uma ferramenta útil e não invasiva para detectar o estresse geral, ainda não é precisa o suficiente para detectar a atividade sutil e unilateral do cérebro que poderia revelar estados emocionais específicos no gado.

Em última análise, esta pesquisa destaca tanto o potencial quanto os limites do uso da temperatura para compreender as emoções dos animais. O estudo provou que o gado realmente experimenta estresse que eleva sua temperatura corporal, confirmando que possuem vidas emocionais ricas que podem ser medidas fisicamente. No entanto, os métodos usados neste experimento não foram sensíveis o suficiente para mapear a atividade específica dos hemisférios esquerdo e direito do cérebro. O ambiente frio e a estrutura física das orelhas das vacas dificultaram a visualização dos detalhes finos. Os autores sugerem que estudos futuros podem precisar focar em outras partes do rosto, como os olhos, ou aguardar por uma tecnologia melhor que possa funcionar em condições mais frias. Por enquanto, o trabalho serve como um lembrete de que, embora estejamos nos tornando melhores em ouvir os animais, ainda temos muito a aprender sobre como suas mentes funcionam e como melhor cuidar deles.