Zarządzanie rozrodem u krów mlecznych – przyszłość

Zarządzanie zdrowiem stada mlecznego przechodzi okres radykalnych zmian na całym świecie. Czynników tych zmian jest wiele i obejmują one ogromny wzrost technologii wspomagających zarządzanie rozrodem krów mlecznych, zniesienie kwot (w Europie) oraz znaczny wzrost liczebności stada / gospodarstwa. Po zniesieniu kwot w Europie wiele krajów rozszerza produkcję mleczną, na przykład Irlandia ma ambitne plany zwiększenia produkcji mlecznej o 50%, co ma być osiągnięte poprzez połączenie zwiększenia wielkości stada i większej produkcji mleka na krowę. Niniejsza praca ma na celu zidentyfikowanie niektórych zmian, które ułatwią zwiększenie produkcji, poprawę zdrowia krów mlecznych i zarządzania reprodukcją.

W Europie wielkość stad mlecznych i ich liczebność były w dużej mierze statyczne od 1984 do 2015 roku. Od kwietnia 2015 r. zniesiono kwoty, co umożliwiło ekspansję, która prawdopodobnie przybierze formę zarówno wzrostu wydajności krów, jak i zwiększenia ich liczebności. W Irlandii w sprawozdaniu Food Harvest 2020 (popartym sprawozdaniem Foodwise 2025) omówiono zwiększenie produkcji mleczarskiej o 50% w latach 2015-2020. Podobna ekspansja ma miejsce w Holandii, chociaż limity fosforanów całkowitych stanowią wyzwanie dla wzrostu pogłowia krów w tym kraju. W niniejszym przeglądzie skoncentrujemy się na rozwoju w obszarach zarządzania danymi, strategii żywieniowych, strategii genetycznych, kontroli chorób, precyzyjnej hodowli zwierząt (leczenie hormonalne i technologie czujników) oraz płodności samców, które będą miały potencjalny wpływ na zwiększenie produkcji mleka, zdrowia i płodności krów.

Strategie genetyczne w celu poprawy reprodukcji

Do początku XXI wieku programy selekcji genetycznej w krajach produkujących mleko tradycyjnie selekcjonowały głównie pod kątem wydajności mlecznej, często kosztem innych cech istotnych dla mleczarstwa, w tym płodności i zdrowia. Programy hodowlane na początku tego wieku zaczęły uwzględniać płodność (np. poprzez włączenie takich cech jak długowieczność i odstępy między wycieleniami) i zdrowie jako część cech selekcyjnych. Włączenie tych cech przyczyniło się do odwrócenia niektórych wcześniejszych trendów, które doprowadziły do obniżenia płodności. Obecnie uznaje się, że w ciągu ostatnich 15 lat poprawiły się trendy zarówno w zakresie długowieczności (wzrosła), jak i odstępów między wycieleniami (spadła). Głównym wyzwaniem dla programów hodowlanych w zakresie włączania cech płodności było opracowanie fenotypów, które mają rozsądną odziedziczalność. Na przykład wiele cech płodności ma zazwyczaj tylko niskie szacunki odziedziczalności (np. 0,1, w porównaniu z wieloma cechami wzrostu i tuszy, gdzie odziedziczalność wynosi 0,25-0,5). Drugim ważnym problemem dla wielu cech płodności jest posiadanie łatwo mierzalnych cech fenotypowych lub markerów genomowych (polimorfizmów pojedynczego nukleotydu; SNP), które korelują z odpowiednimi cechami płodności.

Okazuje się, że obecnie mogą pojawić się możliwości selekcji nowych cech, które mogłyby być włączone do programów hodowlanych. Finansowany przez UE projekt „Genotyp plus środowisko” (GplusE) ma wśród swoich wielu celów identyfikację nowych fenotypów opartych na mleku, które mogą być wykorzystane jako predyktory dla tradycyjnych, ale także trudnych do zmierzenia, zarejestrowania i selekcji cech, takich jak wskaźniki poczęć i zdrowie macicy (www.gpluse.eu). Projekt ten ma na celu opracowanie, między innymi, nowych cech opartych na mleku, które korelują i przewidują cechy zdrowia i płodności u krów mlecznych. Stosowane strategie obejmują pomiar widma średniej podczerwieni (MIR) w mleku, metabolitów w mleku i glikanów we frakcji immuno-gamma globuliny (IgG) mleka. Projekt odnosi te nowe mierzalne cechy do cech płodności i zdrowia, a następnie odnosi zarówno nowe, jak i tradycyjne cechy do nowych markerów genomowych (SNPs), co ostatecznie ułatwi udoskonalone strategie selekcji w przyszłości. Ten projekt i prace innych laboratoriów powinny doprowadzić do dalszych SNP płodności, które mogą wzmocnić selekcję genetyczną dla dodatkowych ulepszeń w płodności.

Nowe narzędzia i zastosowania do nowych fenotypów, które mogą być wykorzystane w sektorze mleczarskim

Ostatnie prace w University College Dublin doprowadziły do rozwoju markerów glikanowych dla zdrowia macicy. Zostało to rozwinięte we wniosku patentowym (PCT/EP2014/068734: „Metody przewidywania, diagnozowania lub monitorowania infekcji lub stanów chorobowych”). Rzeczywiście opracowano również markery glikanowe na bazie mleka, które mogą predykcyjnie identyfikować krowy z zatrzymanymi błonami łożyskowymi. Takie biomarkery, które są łatwo mierzone w mleku, pozwoliłyby hodowcom zwierząt na selekcję krów ze skłonnością do poprawy zdrowia macicy, a tym samym na przejście w kierunku krów, które miałyby zwiększoną płodność.

Choć zapłodnienie in vitro (IVF) i transfer zarodków są obecnie znaczącymi narzędziami zwiększającymi selekcję genetyczną po stronie żeńskiej u bydła Bos indicus , obecnie wielokrotna owulacja i transfer zarodków pozostaje bardziej opłacalną metodą dla bydła Bos Taurus (w tym wszystkich znaczących ras mlecznych: Holstein-Friesian, Brown Swiss, Jersey etc) na poziomie populacji. Wynika to z faktu, że rasy Bos Taurus produkują tylko od 5 do 20 pęcherzyków na jedno wydarzenie wyłonienia się fali pęcherzykowej, co jest niewystarczającą liczbą, aby umożliwić odpowiednią liczbę komórek jajowych do skutecznej hodowli do IVF.

Strategie żywieniowe w celu poprawy reprodukcji

Nowoczesne krowy mleczne były głównie wybierane do wysokiej wydajności mlecznej we wczesnej laktacji, która jest związana z bardzo wysoką zdolnością do mobilizacji rezerw ciała w tym okresie. W badaniach przeprowadzonych przez Tamminga i wsp. obejmujących 5 prób produkcyjnych z udziałem 295 krów, obliczenia wykazały, że krowy mogą wyprodukować od 120 do 550 kg mleka z rezerw ciała na bazie energii (średnio 324 kg). Maksymalna mobilizacja w ciągu 8 tygodni wyniosła 41,6 kg pustej masy ciała, 30,9 kg tłuszczu i 4,6 kg białka . Większość krów jest w stanie poradzić sobie z tym obciążeniem metabolicznym, które jest definiowane jako: 'całkowite obciążenie energetyczne narzucone przez syntezę i wydzielanie mleka, które może być zaspokojone przez mobilizację rezerw organizmu’ . Stres metaboliczny jest jednak definiowany jako „ilość obciążenia metabolicznego, która nie może być utrzymana przez tę mobilizację, co prowadzi do obniżenia regulacji niektórych procesów energetycznych, w tym tych, które utrzymują ogólny stan zdrowia”. Dlatego też „nadmierna” mobilizacja rezerw ustrojowych w okresie NEB jest kluczowym czynnikiem podatności na choroby u współczesnego bydła mlecznego. Ponadto, oprócz bilansu energetycznego po wycieleniu, przedwycieleniowa utrata kondycji ciała ma również znaczące konsekwencje dla statusu metabolicznego, składu mleka i późniejszego zdrowia i powinna być uznana.

Genetycznie i hormonalnie napędzana mobilizacja ciała jest dodatkowo pogarszana przez poważne niedopasowanie między zapotrzebowaniem energetycznym a zdolnością krowy do przyjmowania energii. Na te ostatnie często jeszcze bardziej negatywny wpływ ma nieodpowiednia adaptacja zarówno przewodu pokarmowego, jak i całego metabolizmu pośredniego oraz często zwiększona zachorowalność w okresie po wycieleniu. Maksymalne pobranie paszy występuje powszechnie w 6 do 8 tygodniu laktacji, co jest znacznie później niż szczyt produkcji, powodując, że krowy zazwyczaj znajdują się w ujemnym bilansie energetycznym przez 5-7 tygodni po porodzie. Składniki obniżonej płodności u nowoczesnych krów mlecznych obejmują opóźnione wznowienie normalnej cykliczności jajników, zdrowie macicy, mniejszą ekspresję objawów rui i niższe wskaźniki ciąż przy pierwszej i kolejnych inseminacjach. To ostatnie spowodowane jest głównie zwiększoną częstością występowania śmierci zarodków i płodów. Opublikowano odpowiednie prace przeglądowe na temat mechanicznych podstaw związku pomiędzy stresem metabolicznym a upośledzoną płodnością u nowoczesnych krów mlecznych w okresie poporodowym .

Strategie zarządzania krowami w okresie przejściowym koncentrują się głównie na pomocy krowom w radzeniu sobie z obciążeniem metabolicznym poprzez optymalizację zdrowia, minimalizację stresu (np. poprzez minimalizację zmian w grupie lub dawce pokarmowej), stymulację pobierania suchej masy i funkcji immunologicznych. Istnieją duże możliwości dla lekarza weterynarii w zakresie regularnego monitorowania i dostosowywania zarządzania stadem w tym celu. LeBlanc i Mulligan et al. zidentyfikowali kluczowe zagadnienia, które powinny być uwzględnione przez lekarza weterynarii, aby optymalnie pokierować klientami rolnika w celu optymalizacji zarządzania krowami przejściowymi.

Co więcej, stosowanie diet specjalnie zaprojektowanych w celu poprawy płodności poprzez przeciwdziałanie mechanizmom związanym z ujemnym bilansem energetycznym (NEB) lub poprzez wspieranie specyficznej ścieżki, która jest niezbędna dla udanej płodności, zawsze było bardzo atrakcyjnym sposobem na obejście upośledzenia reprodukcji we wczesnej laktacji. Chociaż wiadomo, że na układ rozrodczy wpływa wiele hormonów, które są również zaangażowane w adaptację do wysokiej produkcji mleka (np. hormon wzrostu; GH, insulinopodobny czynnik wzrostu I; IGF-I i leptyna), wiadomo, że tylko insulina jest stosunkowo wrażliwa na zmiany w składzie dawki pokarmowej. Pęcherzyki jajnikowe zawierają receptory insuliny, a u krów z niższym obwodowym poziomem insuliny w bezpośrednim okresie poporodowym występuje opóźniona poporodowa wznowa czynności jajników i normalna cykliczność, między innymi poprzez wyższe ryzyko zachorowania na torbielowatość jajników. Dlatego też w okresie bezpośrednio po porodzie zalecano stosowanie diet glukogennych, mających na celu zwiększenie obwodowych stężeń insuliny i przyspieszenie normalnego wznowienia czynności jajników. Wykazano jednak, że insulina ma szkodliwy wpływ na kompetencję oocytów i zarodków oraz stymuluje enzymatyczny katabolizm progesteronu (P4) w wątrobie. To ostatnie sugeruje, że diety glukogenne są korzystne tylko wtedy, gdy są oferowane w bezpośrednim okresie poporodowym, podczas gdy należy ich unikać, gdy krowy są inseminowane.

Racje prowadzące do wysokiego poziomu mocznika obwodowego są ogólnie wymienione jako związane z niższymi wskaźnikami ciąż ze względu na ich szkodliwy wpływ na zarodek. Jednakże, mechanistyczne ścieżki, przez które ten szkodliwy efekt może być spowodowany i progowe stężenia obwodowego mocznika, są nadal przedmiotem debaty. Szczególną uwagę w tym względzie należy zwrócić na suplementację śruty sojowej jako głównego źródła białka w dawce pokarmowej. W ostatnich badaniach wykazano, że dostępna w handlu śruta sojowa zawiera izoflawony w stężeniach, które są w stanie wywołać wzrost stężenia we krwi aktywnych estrogennie metabolitów izoflawonów (equol, O-desmethylangolensin, dihydrodaidzein) u wysokowydajnych krów mlecznych po porodzie, nawet przy podawaniu stosunkowo niskich ilości (średnio 1,72 kg dziennie). W porównaniu ze śrutą rzepakową, suplementacja soją była ponadto związana z obniżeniem angio- i steroidogenezy na poziomie ciałka żółtego (CL) na podstawie biopsji pobranej w 9 dniu cyklu rujowego. Nie udało się jednak wykazać żadnego wpływu na obwodową koncentrację progesteronu podczas pierwszych 3 cykli rujowych po wycieleniu. Dlatego też, chociaż wyniki tego badania sugerują negatywny wpływ żywienia soją na funkcję CL u niedawno wycielonych krów mlecznych, udział tego wpływu na obwodowe stężenie progesteronu i w konsekwencji na ogólną płodność krów suplementowanych wymaga dalszych badań .

Dodawanie tłuszczów jest kolejną strategią, która była szeroko testowana w celu zmniejszenia upośledzonej zdolności reprodukcyjnej krów mlecznych. Badanie mające na celu zminimalizowanie ujemnego bilansu energetycznego poprzez zmniejszenie syntezy tłuszczu w mleku, a tym samym ograniczenie produkcji energii przez mleko poprzez uzupełnienie dawki o egzogenne tłuszcze, nie powiodło się, ponieważ krowy po prostu produkowały więcej mleka przy zmniejszeniu NEB . Uważa się, że kwasy tłuszczowe omega-6 mają właściwości prozapalne, a tym samym prostaglandyny F2alfa (PGF)-stymulujące, co czyni je szczególnie wartościowymi we wczesnym okresie poporodowym, podczas gdy kwasy tłuszczowe omega-3 mogą osłabiać ten potencjał zapalny, prowadząc do zwiększenia szans na przeżycie zarodka, gdy są suplementowane w okresie okołokoncepcyjnym. Niestety, wyniki badań rzadko dostarczają konsensusu w tym temacie. Konsekwencje tych strategii karmienia tłuszczem na jakość oocytów i zarodków pozostają intrygującą kwestią do dyskusji. Karmienie tłuszczem może zmienić mikrośrodowisko rosnącego i dojrzewającego oocytu wczesnego i starszego zarodka, a tym samym może wpłynąć na wynik reprodukcyjny. Badania wykazały, że wywołane dietą stany hiperlipidemiczne mogą być szkodliwe dla rozwoju i metabolizmu zarodka. Jednakże, jak dotąd, wyniki badań pozostają nieco sprzeczne, najprawdopodobniej z powodu różnic w stosowanych źródłach tłuszczu, w diecie i czasie trwania suplementacji oraz ogólnie w układzie doświadczalnym. Ponadto, krew obwodowa u krów mlecznych w okresie laktacji będzie zawierać mieszaninę kwasów tłuszczowych pochodzenia pokarmowego i pochodzących z rozpadu tkanek ciała, przy czym te ostatnie są obfite w okresie bezpośrednio po porodzie i zawierają wysoki odsetek nasyconych kwasów tłuszczowych. Szczególnie te ostatnie okazały się mieć znacząco szkodliwy wpływ zarówno na oocyty, jak i jakość zarodków .

Dodawanie dodatkowych witamin i minerałów do diety było często sugerowane jako „złoty strzał” rozwiązanie w celu zmniejszenia spadku płodności krów przez różne interesy handlowe, podczas gdy wymagania dla optymalnej wydajności reprodukcyjnej u nowoczesnego bydła mlecznego zasługują na staranną ponowną ocenę w oparciu o dobrze zaprojektowane badania naukowe . Zazwyczaj rolnicy chętnie przyjmują te „proponowane rozwiązania suplementacyjne”, ponieważ nie wymagają one dodatkowej pracy, która często jest dla nich najważniejszym ograniczeniem. Stwierdzenie, czy ilość tych związków jest wystarczająca w dawce pokarmowej jest często bardzo trudne dla lekarza praktyka, ponieważ zazwyczaj nie jest możliwe nawet oszacowanie zawartości tych substancji obecnych w podstawowej dawce paszy objętościowej. W stadach, w których krowy otrzymują duże ilości pasz treściwych w celu utrzymania szczytowej wydajności w bezpośrednim okresie poporodowym, ryzyko wystąpienia specyficznych niedoborów jest mniejsze ze względu na fakt, że pasze treściwe są zwykle wysoko suplementowane witaminami i minerałami . Ze względu na ich wpływ na odpowiedź immunologiczną i jakość zarodków, szczególną uwagę należy zwrócić na witaminę E i selen. To ostatnie zostało poparte niedawnym odkryciem, że w stadach, w których występował niedobór tokoferolu w okresie zasuszenia, leczenie iniekcyjną witaminą E w dawce 1000 IU co tydzień przez ostatnie 3 tygodnie ciąży nie tylko zmniejszyło częstość występowania zatrzymanego łożyska i martwego urodzenia, ale także istotnie zmniejszyło utratę ciąży (20,5% vs. 12,5%; P < 0,01).

Kontrola chorób zakaźnych

Weterynarze zarządzający płodnością w stadach bydła mlecznego powinni regularnie oceniać status zdrowotny stada pod kątem występowania patogenów, o których wiadomo, że obniżają wydajność reprodukcyjną. Infekcje patogenami takimi jak Leptospira hardjo, wirusowa biegunka bydła lub wirusy opryszczki są znane z obniżania wskaźników poczęć, podczas gdy infekcje Neospora caninum i pojawiające się wirusy takie jak wirus choroby niebieskiego języka mogą powodować straty płodów i poronienia. Wirus opryszczki bydła 4 wykazuje tropizm dla komórek endometrium i dlatego powinien być szczególnie monitorowany i kontrolowany w stadach cierpiących na choroby macicy, szczególnie w przypadku, gdy inne czynniki ryzyka są kontrolowane lub wykluczone. Oprócz ciągłego starannego monitorowania i odpowiednich planów bezpieczeństwa biologicznego, może być wymagane włączenie odpowiednich protokołów szczepień, aby zapobiec wprowadzeniu nowych czynników do stada i zapobiec rozprzestrzenianiu się w stadzie.

Szczególne znaczenie wśród chorób bakteryjnych ma minimalizacja chorób macicy. U bydła, bakteryjne zakażenie macicy jest wszechobecne w czasie porodu. Jednakże, nie oznacza to automatycznie wystąpienia choroby macicy i wynikających z niej problemów z płodnością. Ogólnie rzecz biorąc, to supresja funkcji immunologicznej macicy w połączeniu z obecnością patogenów umożliwia przesunięcie populacji bakterii i ustanowienie choroby nawet u 20% zwierząt. Pomimo faktu, że opublikowano kilka prac mających na celu osiągnięcie ogólnego porozumienia co do definicji poporodowych chorób macicy opartych głównie na objawach klinicznych, nadal istnieje wiele nieporozumień dotyczących tych definicji wśród praktyków. To zamieszanie w definicjach powoduje, że w tej dziedzinie stosuje się wiele różnych protokołów leczenia zapobiegawczego i leczniczego, z których wiele nie ma naukowo udowodnionej skuteczności. W najnowszej literaturze podkreśla się wysoką częstość występowania szczególnie subklinicznego endometritis w stadach wysokowydajnych. Diagnostyka tego schorzenia opiera się na wewnątrzmacicznym pobraniu próbek do cytologii, co obecnie nie jest rutynowo wykonywane. Dlatego w pracy Pascottini i wsp. opisali zastosowanie cytotape, która umożliwia pobranie próbek we wczesnym okresie poporodowym i podczas inseminacji oraz ułatwia profilowanie cytologii macicy u krów powtarzalnych. Ogólnie przyjęta konieczność minimalizowania stosowania antybiotyków u krów powinna być rozszerzona na leczenie infekcji macicy. Ważne jest określenie czynników ryzyka dla różnych chorób macicy oraz zaprojektowanie programów prewencji i kontroli w celu zmniejszenia częstości występowania chorób.

Wykorzystanie precyzyjnego chowu zwierząt gospodarskich

Wykrywanie rui

Tradycyjne podejścia do zarządzania rozrodem i stosowania sztucznej inseminacji obejmowały albo wizualną obserwację zachowań rui, albo stosowanie protokołów inseminacji o ustalonym czasie (np., OVSYNC ).

Osiągnięcie wysokich wskaźników poddawania się sztucznej inseminacji (AI), które są krytyczne dla osiągnięcia 365-dniowego odstępu między wycieleniami w stadach o wycieleniach sezonowych, wymaga skutecznego, praktycznego sposobu identyfikacji każdej krowy w rui. Stanie na baczność jest uważane za główny objaw behawioralny identyfikujący okres rujowy i wykorzystywany do określenia właściwego czasu na inseminację. Zarówno aktywność fizyczna jak i aktywność w staniu na uwięzi, wywołana zwiększoną produkcją estradiolu podczas przedowulacyjnej fazy folikularnej, może być monitorowana na różne sposoby. Wskaźnik wykrywalności rui (submission rate) różni się w zależności od stada, przy czym od 30 do 70% krów wykazujących zachowania rui jest zazwyczaj wykrywanych w rui. Przy optymalnej obserwacji wzrokowej aktywności rujowej przez 20 minut 5 razy dziennie można osiągnąć wskaźniki wykrywalności rui na poziomie 90 do 95%, ale jest to uważane za pracochłonne i czasochłonne. Przy niższej częstotliwości obserwacji uzyskuje się niższe wskaźniki wykrywania rui, szczególnie w przypadku krów o wyższej wydajności (np. tylko 70% krów wykrytych w rui przy dwóch lub trzech okresach obserwacji trwających 30 min).

Co więcej, u wysokowydajnych krów mlecznych rasy holsztyńsko-fryzyjskiej zmniejszył się odsetek krów, które wykazują gotowość do dosiadania przez inne krowy, co utrudnia wykrycie rui. Roelofs i wsp. stwierdzili, że tylko 58% krów było obserwowanych w rui stojącej. To z kolei obniża wskaźnik poddawania się AI, a tym samym przyczynia się znacząco do obniżenia wydajności reprodukcyjnej .

Sukces reprodukcji opartej na wykrywaniu zachowań rui wymaga potrzeby dokładnego wykrycia początku rui u większości krów, a następnie inseminacji 4 do 16 h później . Doprowadziło to do powszechnej praktyki hodowli krów zgodnie z zasadą am-pm, która wymaga, aby krowy były obserwowane pod kątem rui pięć razy dziennie, krowy rozpoczynające ruję rano są inseminowane tego samego wieczoru, a krowy rozpoczynające ruję po godzinie 12.(początek rui definiuje się jako pierwszy okres obserwacji, w którym obserwuje się, że krowa stoi i jest podrywana przez innych członków stada lub buhaja).

Podejście polegające na obserwacji rui dobrze sprawdza się w stadach przygotowanych do zainwestowania czasu i wysiłku w dobre i dokładne wykrywanie rui. Wymaga ono jednak znacznego zaangażowania pracy, dobrej identyfikacji krów i personelu przeszkolonego w wykrywaniu rui u krów.

Czujniki do wykrywania rui

W ciągu ostatnich 2 dekad opracowano różne systemy automatyzacji wykrywania rui z różnym stopniem powodzenia.

Czujniki ciśnienia

Charakterystyczne zachowanie rui u stojących do czochrania krów może być monitorowane poprzez zastosowanie systemów takich jak, karty zdrapki (np., Estrotect; Rockway Inc., Spring Valley, WI), kolorowe ampułki (Kamar Products Inc., Zionsville, IN), wazektomizowane byki wyposażone w marker kuli podbródkowej, stosowanie metod malowania ogona lub urządzenie elektroniczne HeatWatch .

Monitory aktywności

Jedną z technologii oszczędzających pracę, dostępną dla rolników, pomagającą zwiększyć współczynnik składania jaj i zmniejszyć wymagania dotyczące pracy przy wykrywaniu rui, jest stosowanie monitora aktywności fizycznej. Krokomierz, przymocowany do nogi, wykrywa wzrost liczby kroków wykonywanych na godzinę podczas rui (np., S.A.E. Afikim, Kibbutz Afikim, Izrael) , podczas gdy użycie obroży na szyję (np., Alpro; DeLaval International AB, Tumba, Szwecja; Heatime, SCR, Netanya, Izrael; MooMonitor; Dairy Master, Irlandia) identyfikuje zwiększoną aktywność fizyczną (chodzenie, siadanie, wstawanie i kładzenie się) wyrażoną jako klaster aktywności (AC) i ostrzega hodowcę, kiedy AC się rozpoczął (kiedy krowy po raz kolejny wchodzą do hali udojowej). W ten sposób może on określić dla hodowcy optymalny czas do AI, który przypada na okres 12 do 18 godzin przed przewidywanym czasem owulacji. Ostatnie badania, z zastosowaniem monitora aktywności Heatime (SCR Engineers Ltd., Netanya, Izrael), wykazały, że szanse na to, iż AC znajduje się w przedowulacyjnej fazie folikularnej, a nie w fazie lutealnej, wzrastają o 29% dla każdego wzrostu szczytowej aktywności o 1 jednostkę oraz o 91% dla każdego wzrostu czasu trwania AC o 2 godziny (Fig. 1, Fig. 2). Używając jednego z takich monitorów aktywności (Heatime) optymalny czas na inseminację był pomiędzy 9 a 15 godziną po wyzwoleniu klastra aktywności .

Profilowanie endokrynologiczne

Dostępny w handlu system pomiarowy in-line do profilowania endokrynologicznego został ostatnio opracowany (Herd Navigator, Delaval) do wykrywania metabolitów i stężenia P4 w mleku . Za pomocą algorytmów profile P4 mogą być wykorzystywane do przewidywania zdarzeń rui i potencjalnie statusu ciąży. Jednakże, jak dotąd technologia ta jest nadal stosunkowo droga, co ogranicza jej zastosowanie. Ponadto istnieją ograniczenia jej technicznej użyteczności.

i) System został początkowo opracowany przy założeniu codziennego pomiaru P4 w mleku, jednak w skomercjalizowanym formacie jest często uważany za zbyt drogi do stosowania w codziennych pomiarach i generalnie jest używany tylko dwa lub raz w tygodniu w stadach wyposażonych w tę technologię .

ii) Faza folikularna u bydła może wahać się od 3 do 7 dni i jest wysoce zmienna, nawet przy codziennych pomiarach przejście do fazy folikularnej (tj, wysokie P4 do niskiego P4 jest zaznaczone przez spadek P4) nie jest dobrym predyktorem owulacji lub początku rui i dlatego nie jest wystarczająco specyficzne dla określenia czasu inseminacji w praktyce. Może on jednak zidentyfikować krowy w fazie folikularnej, które powinny być następnie obserwowane pod kątem oznak zachowań rui (za pomocą innych środków), aby umożliwić terminowe wykonanie inseminacji. W przypadku, gdy pomiar jest dokonywany tylko raz lub dwa razy w tygodniu, staje się to znacznie mniej użyteczne i w tygodniowych odstępach czasu faza pęcherzykowa może zostać nieumyślnie całkowicie pominięta.

iii) Jako metoda określania statusu ciąży P4 jest bardziej wiarygodny jako test nie ciążowy niż potwierdzający ciążę krów pozytywnych. Wynika to z faktu, że spadek P4 18-24 dni po prawidłowo przeprowadzonej inseminacji oznacza brak ciąży. Jednakże wysoki P4 18-24 dni po inseminacji może być spowodowany ciążą; lub nietrafioną inseminacją (co oznacza, że krowa jest teraz w nieciężarnej fazie lutealnej); lub utrzymującym się CL, który pojawia się jako wczesny profil ciążowy, przy braku ciąży (często związany z infekcją macicy); lub początkową ciążą, po której nastąpiła utrata zarodka, co spowoduje wysoki progesteron, teraz przy braku ciąży. We wszystkich tych przypadkach wyższa częstotliwość pomiarów (tj. codziennie) pomoże zredukować te problemy, ale nie przezwycięży całkowicie ograniczeń w stosowaniu P4 jako wskaźnika stanu ciąży.

Synchronizacja rui i synchronizacja owulacji

Tradycyjne metody synchronizacji rui (tj. programy wyłącznie prostaglandynowe i 12-dniowe programy progesteronowe) zostały zaprojektowane w celu synchronizacji rui, ale generalnie nadal wymagały obserwacji rui w celu zoptymalizowania terminu krycia i wskaźników ciąż. Wyjątkiem są dwie iniekcje prostaglandyny w odstępie 11 dni u jałówek może pracować z inseminacją o stałym czasie (FTAI) w 72 i 96 h lub alternatywnie w 72 h, a następnie intensywnie obserwować ruję przez kolejne 3-4 dni i inseminować te, które późno wchodzą w ruję, w odpowiedzi na stojącą ruję (stosując zasadę am-pm) . Ten protokół u krów wymagał obserwacji rui po drugiej iniekcji prostaglandyny.

Programy synchronizacji owulacji zostały zaprojektowane w celu ułatwienia stosowania FTAI w stadach bez znaczących inwestycji czasu i pracy w wykrywanie rui. Programy te były opracowywane od wczesnych lat 90. Są one bardziej odpowiednie dla dużych stad nie sezonowych, gdzie odstępy między wycieleniami są nieco mniej istotne dla ekonomicznej wydajności stada i często odstępy między wycieleniami są dozwolone na wydłużenie powyżej 400-420 dni. Głównym problemem dla podstawowego programu synchronizacji owulacji (OVSYNCH) jest fakt, że wskaźniki poczęć po pojedynczej rundzie OVSYNCH wynoszą w przybliżeniu tylko 30%; a w kontekście europejskim są one stosunkowo drogie. Opracowano strategie poprawy wskaźników ciąż (np. Double OVSYNCH i synchronizacja presynchronizacji z synchronizacją owulacji (PRESYNCH-OVSNCH), które są akceptowalne w wielu stadach w USA (odpowiednio 46 i 41% wskaźników poczęć), ale pociągają za sobą znaczne koszty w zakresie czasu, kosztów leków, zgodności i postrzegania przez społeczeństwo (wokół rutynowego stosowania hormonów w produkcji bydła), które pozostawiają ich stosowanie pod znakiem zapytania w europejskich stadach bydła mlecznego. W przypadku stad sezonowych czas leczenia wymagany w protokołach OVSYNCH, PRESYNCH-OVSYNCH i Double OVSYNCH jest zbyt długi w stosunku do wskaźników poczęć, które można osiągnąć. Programy oparte na progesteronie (np, 7 lub 8 dniowy protokół) wykorzystujący urządzenie dopochwowe zawierające GnRH na początku i PGF na końcu (Dzień 7) daje lepsze wyniki w zakresie synchronizacji i wskaźników ciąż u zdrowych krów .

Wykrywanie ciąży

Bezpośrednie metody wykrywania ciąży

Różne metody są dostępne w celu określenia statusu ciąży, obejmują one powrót do rui, palpację odbytniczą dróg rodnych i skanowanie ultradźwiękowe w celu obserwacji dróg rodnych . W praktyce powrót do rui jest obarczony trudnościami związanymi z obserwacją rui, dlatego obecnie większość metod wykrywania ciąży u krów jest przeprowadzana za pomocą ultrasonografii dróg rodnych w celu wykrycia obecności lub braku wczesnego zarodka i płynu płodowego. Przy użyciu tej metody status ciąży jest zazwyczaj określany od 28 dnia ciąży. Metoda ta, choć rutynowo stosowana, jest zbyt późna, aby umożliwić ponowne rozmnażanie w optymalnym czasie (tj, 18 do 24 dni po pierwszej AI) dla nieciężarnych krów, ponieważ normalny cykl rujowy trwa 18 do 24 dni.

Idealnie wczesny test ciążowy byłby:

• Mieć wysoką czułość (tzn. prawidłowo identyfikować krowy ciężarne)

• Mieć wysoką specyficzność (tzn. prawidłowo identyfikować krowy nieciężarne krowy)

• Być niedrogie w wykonaniu

• Być prostym testem przeprowadzanym przy krowie (tj. możliwym do wykonania w warunkach polowych)

• Określać status ciąży w odpowiednim czasie (najlepiej w czasie wykonywania testu); (lista zmodyfikowana na podstawie Fricke i in. ).

Pośrednie metody wykrywania ciąży u krów mlecznych

Pośrednie metody wczesnego diagnozowania ciąży wykorzystują jakościowe lub ilościowe pomiary hormonów lub substancji specyficznych dla conceptusu w płynach ustrojowych matki jako pośrednie wskaźniki obecności zdolnej do przeżycia ciąży . Dostępne komercyjnie pośrednie metody diagnozowania ciąży u krów mlecznych obejmują testy na progesteron w mleku oraz testy na glikoproteiny związane z ciążą (PAGs) we krwi lub mleku. Testy na progesteron są bardziej przydatne jako test nieciężarny w 21 dniu. Jednakże, jest to niedokładne jako test na ciążę, ponieważ powrót do niskiego P4 u nieciężarnych krów jest wysoce zmienny z powodu wczesnych strat embrionalnych. Została ona wypróbowana w celach komercyjnych, ale nie przetrwała ze względu na te problemy. Testowanie P4 w linii (jak wspomniano wcześniej) ma potencjał, jeśli koszty powtarzanych analiz mogą stać się konkurencyjne.

Pomiar PAG jest realną metodą określania statusu ciąży u krów mlecznych, jednakże dokładność wykrywania PAG jest dobra dopiero po 35-40 dniu. Zakłócenia mogą również wynikać z przeniesienia PAG z poprzedniej ciąży przez 40-50 dni, co stwarza ryzyko wyników fałszywie dodatnich. Może to również dawać fałszywie pozytywne wyniki po utracie zarodka.

Prace opisane w brytyjskim zgłoszeniu patentowym nr 1520248.4 doprowadziły do opracowania testu opartego na diagnostyce glikanów z wykorzystaniem frakcji IgG w mleku. Technologia ta może wykrywać status ciąży już od 16 dnia i doprowadziła do priorytetowego zgłoszenia patentowego (zgłoszonego 17 listopada 2015 r.; UK Patent Application No.1520248.4). Co ważne, wczesne wykrycie statusu ciąży pozwoliłoby na zastosowanie strategii resynchronizacji i ponownego krycia krów do 21 dnia po początkowej nieudanej inseminacji (Ryc. 3).

Męska strona historii

Chociaż większość dowodów sugeruje, że presja na wydajność reprodukcyjną w nowoczesnych stadach bydła mlecznego jest związana przede wszystkim z wysokoprodukcyjnymi samicami, to oczywiste jest, że nie należy zapominać o roli samca. Podczas gdy lekarze weterynarii często pomijają znaczenie tej strony medalu, rolnicy często obwiniają kwestie takie jak jakość spermy i doświadczenie technika AI, głównie dlatego, że ludzką naturą jest preferowanie obwiniania kogoś innego zamiast bycia krytycznym wobec osobistych niedociągnięć. W badaniu analizującym wynik ciąż z 5883 inseminacji, 1 z 35 buhajów, który dostarczył nasienie był związany z 2- do 2,5-krotnym wzrostem wskaźników ciąż. W innym badaniu z tej samej grupy, w którym przeanalizowano wyniki ciąż z 10 965 inseminacji, zaobserwowano nie tylko różnice między buhajami, ale także dramatyczne różnice między inseminatorami. Prawdopodobieństwo zajścia w ciążę było prawie 4-krotnie niższe, gdy krowa była inseminowana przez najgorszego w porównaniu z najlepszym inseminatorem.

Sukces inseminacji zależy między innymi od osadzenia odpowiedniej liczby plemników o dobrej zdolności zapładniającej w odpowiednim miejscu w drogach rodnych w odpowiednim czasie w stosunku do owulacji. Potencjał płodności dawki do sztucznej inseminacji jest funkcją ilości, jakości i stanu zdrowia zawartego w niej nasienia. Zadaniem przemysłu AI jest kontynuowanie intensywnych programów kontroli jakości w celu zapewnienia, że kriokonserwowane dawki nasienia dopuszczone do sprzedaży są wolne od chorób i spełniają wyżej wymienione kryteria. Szeroko zakrojone badanie praktyk przetwarzania nasienia w przedsiębiorstwach zajmujących się sztuczną inteligencją w wielu krajach wykazało, że przeciętna kriokonserwowana dawka AI zawiera około 20 × 106 plemników ogółem. Oszacowano, że jest to średnio od 2 do 20 razy więcej niż szacunki dotyczące minimalnej liczby progowej wymaganej do zagwarantowania normalnych wskaźników zapłodnienia. Co godne uwagi, buhaje, o których wiadomo, że produkują nasienie o marginalnej jakości, często osiągają płodność poniżej średniej, pomimo kompensacyjnego zwiększenia liczby plemników na dawkę i odwrotnie.

W 2003 roku Pace dokonał przeglądu postępu technologicznego, który został przyjęty przez przemysł AI od momentu powstania pod koniec lat 30-tych i stwierdził, że „z technologicznego punktu widzenia, przemysł mleczarski otrzymuje nasienie najwyższej jakości, jakie kiedykolwiek wyprodukowano”. Postęp technologiczny w przetwarzaniu nasienia znajduje odzwierciedlenie we wskaźnikach zapłodnienia przy użyciu nasienia kriokonserwowanego pod koniec lat 90. i na początku XXI wieku, porównywalnych z tymi, które odnotowano dla nasienia niemrożonego w latach 50. Innowacyjne techniki testowane ostatnio w przemyśle AI to techniki kriokonserwacji, które poprawiają przeżywalność plemników po rozmrożeniu, a tym samym zmniejszają wrażliwość na optymalny czas inseminacji. W tym względzie testowano mikrokapsułkowanie plemników w celu trwałego uwalniania w czasie lub techniki zaprojektowane w celu zmniejszenia wielkości kapacytacji wywołanej kriokonserwacją.

Używanie nasienia pochodzącego od reproduktorów o udowodnionej wysokiej płodności jest prawdopodobnie najbardziej oczywistym i prostym zaleceniem. Jednakże, gdy zaczyna się powszechnie używać buhajów o wysokiej płodności u krów cierpiących na problemy z płodnością, pojawia się pytanie, w jakim stopniu mogą one wpływać na dane dotyczące płodności tych buhajów. Użycie nasienia innych ras, u których spadek płodności nie jest tak poważnym problemem jak u rasy holsztyńskiej, może być również brane pod uwagę jako alternatywa dla poprawy płodności stada, szczególnie jeśli używane jest nasienie buhajów od odpowiednio przetestowanych reproduktorów z ras o porównywalnym poziomie produkcji. Powinniśmy jednak pamiętać, że krzyżowanie nie jest samo w sobie ulepszeniem genetycznym i że selekcja genetyczna jest nadal silnie zalecana w obrębie wykorzystywanych ras.

Ostatnio opublikowano raporty pokazujące, że niektóre reproduktory radzą sobie lepiej w scenariuszach AI w czasie niż inne. To ostatnie powinno zachęcić menedżerów i lekarzy weterynarii do przeanalizowania danych dotyczących płodności ich stada w odniesieniu do stosowania określonych buhajów. Z drugiej strony, nadal nie wiadomo, czy w ten sposób nie stymulujemy selekcji w kierunku zwierząt, które lepiej radzą sobie z określonymi protokołami czasowymi, zamiast stymulować selekcję w kierunku zwiększonej płodności.

Kolejnym czynnikiem przyczyniającym się do tego jest miejsce deponowania nasienia. Chociaż ogólnie przyjmuje się, że trzon macicy jest właściwym miejscem deponowania nasienia, w eksperymencie wykorzystującym radiografię kontrastową do oceny dokładności profesjonalnych inseminatorów, deponowanie nasienia do trzonu macicy powiodło się tylko w 39% prób, podczas gdy w 25% przypadków nasienie zostało zdeponowane w szyjce macicy. Podczas gdy w kilku badaniach zaobserwowano poprawę płodności w odpowiedzi na hodowlę rogów (głęboka inseminacja dwurożna, w której pełna dawka inseminacyjna jest podzielona pomiędzy oba rogi macicy lub głęboka inseminacja jednorożna po poprzedzającym badaniu ultrasonograficznym w celu wykrycia miejsca pęcherzyka owulacyjnego, aby umożliwić ipsilateralną inseminację), większość badań porównawczych nie wykazała różnicy . Ostatnio opracowano nowe urządzenie znacznie ułatwiające głęboką inseminację wewnątrzmaciczną, chociaż autorzy nie byli w stanie wykazać poprawy wyników ciążowych przy użyciu tego urządzenia w porównaniu z konwencjonalną inseminacją w trzonie macicy. Głęboka inseminacja wewnątrzmaciczna została przetestowana pod kątem inseminacji dawek plemników o niskiej liczbie komórek sortowanych płciowo. Chociaż wykazano, że cytometria przepływowa/sortowanie komórek jest wiarygodną procedurą różnicującą plemniki z chromosomem X od plemników z chromosomem Y, stosowanie nasienia sortowanego płciowo jest często zalecane tylko dla jałówek nieródek z powodu rozczarowujących wyników płodności u zwierząt wieloródek. W podsumowaniu DeJarnette i wsp. dokonując przeglądu dostępnych prac stwierdzili, że najważniejszą kwestią jest zapewnienie, aby deponowanie nasienia odbywało się doczaszkowo od wewnętrznego otworu szyjki macicy. Godna uwagi w tym kontekście jest praca López-Gatius i Hunter, w której autorzy donoszą o udanej inseminacji wewnątrz pęcherzykowej u krów powtarzalnych w warunkach stresu cieplnego. To ostatnie badanie wymaga jednak potwierdzenia w dodatkowych badaniach.

Użycie i dostępność „big data”

Powszechna praktyka w nauce o mleczarstwie

Przed erą „Big Data” naukowcy zajmujący się mleczarstwem z powodzeniem wykorzystywali dane z randomizowanych prób kontrolowanych do badania złożonych zależności między produkcją i reprodukcją u bydła mlecznego. Liczne badania obserwacyjne zostały zaprojektowane w celu identyfikacji (metabolicznych) czynników ryzyka, które wpływają na tę relację u bydła mlecznego. Przeprowadzono wiele badań w tym zakresie i z powodzeniem opublikowano je w wysoko cenionych publikacjach naukowych. Jednakże, jak opisał Leblanc, czasowe związki, które zostały zidentyfikowane, nie oznaczają związku przyczynowego. Wiele innych aspektów przemysłu mleczarskiego zmieniło się w ciągu ostatnich dziesięcioleci, zakłócając ten związek. Randomizacja nie wyklucza konfundacji. Pozostaje możliwość, że inne zmienne niż leczenie mogą być niezależnie związane z interwencją, a nawet z wynikiem. Chociaż dobrze zaprojektowane randomizowane, kontrolowane badania kliniczne pozostają złotym standardem przy ocenie eksperymentalnych metod leczenia, potencjał Big Data w nauce o mleczarstwie leży w połączeniu tradycyjnie zbieranych danych z tymi nowymi formami danych, zarówno na poziomie zwierząt, jak i populacji. W medycynie ludzkiej, ten rodzaj danych został opisany jako real-world evidence. Wspomniana wcześniej obfitość rzeczywistych dowodów u zwierząt może potencjalnie pomóc w wyjaśnieniu złożonych zależności, takich jak często opisywany antagonizm produkcja-produkcja u krów mlecznych. Ostatnie badanie przeprowadzone przez Rutten i in. dokładnie dokumentuje brak zintegrowanych informacji i narzędzi wspomagających podejmowanie decyzji dla aktualnych technologii w badaniach nad mleczarstwem. Do 2013 roku nie odnotowano ani jednej publikacji naukowej w dziedzinie metabolizmu i reprodukcji wykorzystującej „Big Data”. Badanie potwierdza naukowe wyzwania metodologiczne obserwowane w analityce Big Data.

Techniki stosowane do analizy i wizualizacji tradycyjnych danych mleczarskich nie są adekwatne do Big Data. Objętość, prędkość, różnorodność, rozproszony charakter i przyrostowy charakter takich danych nakładają wyzwania na tradycyjne metody analizy danych.

Płodność krów i strategie zarządzania danymi

Historycznie, nacisk w medycynie weterynaryjnej koncentrował się na pojedynczej krowie dotkniętej chorobą kliniczną. Jednak około 30 lat temu uznano, że choroby subkliniczne są główną przyczyną strat ekonomicznych w stadach bydła mlecznego i lekarze weterynarii zaczęli badać wieloczynnikową naturę tych subklinicznych chorób. Okazało się, że jest to skuteczne w poprawie ogólnego stanu zdrowia stada, a tym samym rentowności. Podejście to zostało nazwane zarządzaniem zdrowiem stada i było wdrażane w edukacji weterynaryjnej przez co najmniej 3 dekady. W tym samym czasie pojawiły się technologie internetowe i komunikacyjne, które zostały zintegrowane z zarządzaniem zdrowiem stada, aby wykorzystać zrozumienie zapisów dotyczących krów. Generowanie i wykorzystywanie danych dotyczących krów ma miejsce od ponad 100 lat. Pierwsze doniesienie o rejestrowaniu i gromadzeniu danych dotyczących produkcji mleka pochodzi od związku hodowców bydła mlecznego w Danii z 1895 roku. W 1906 r. powstało pierwsze amerykańskie stowarzyszenie rejestracji mleka. Od lat 50-tych komputery są wykorzystywane jako narzędzie zarządzania w hodowli bydła mlecznego . W kolejnych dekadach oprogramowanie do zarządzania stadem mlecznym szybko ewoluowało, a komputer osobisty stał się ważnym narzędziem zarządzania, służącym do monitorowania produkcji, reprodukcji i zdrowia. Technologie zbierania i przechowywania danych rozwijały się w szybszym tempie niż tempo, w jakim odkrywano nowe odkrycia w nauce o mleczarstwie. Gwałtownie zwiększona ilość i szybkość tworzenia danych, powszechnie określana jako Big Data, przyniosła nowe wyzwania dla badań w naukach mleczarskich. Sposób, w jaki naukowcy muszą wykorzystać możliwości Big Data jest w centrum uwagi od czasu pojawienia się trendu publikacji, który rozpoczął się około 2009 roku. Jak sprostać tym wyzwaniom będzie głównym zakresem przyszłych badań.

Dostępne dane dla praktyków mleczarstwa

1. Oficjalne organizacje rejestrujące mleko zbierają 4 do 8 cotygodniowych próbek mleka w celu wykrycia składników mleka. Nowe metody analityczne wykrywają więcej metabolitów w celu oceny (re)wydajności produkcyjnej w mleku. Na przykład, całe spektrum średniej podczerwieni (MIR) mleka zostało zaproponowane jako predyktor choroby u krów mlecznych. Przewidywania MIR są obecnie łatwo dostępne dla cech składu mleka, takich jak tłuszcz mleczny, białko i kwasy tłuszczowe; w trakcie opracowywania są dodatkowe równania predykcyjne, aby umożliwić przewidywanie gazów cieplarnianych i nowych cech wydajności i zdrowia. Służby diagnostyczne rutynowo analizują wiele parametrów w próbkach krwi, mleka i kału od krów mlecznych. Ostatnio, informacje genomiczne stały się komercyjnie dostępne zarówno dla samców jak i samic, tworząc nowy zestaw danych. Te tak zwane wtórne pozarolnicze centra danych, zawierające głównie dane dotyczące rejestracji mleka, informacje genomiczne i diagnostyczne, zostały stworzone w różnych krajach, a każde z nich zawiera podzbiór danych reprezentujących rzeczywisty świat krów mlecznych .

2. W gospodarstwie, konwencjonalne i zrobotyzowane systemy udojowe są wyposażone w coraz więcej lepszych czujników, które zbierają informacje oprócz wyprodukowanej ilości mleka. Czujniki inline wykrywają skład mleka, liczbę komórek somatycznych, temperaturę i kolor. Biosensory zbierają nowe biomarkery takie jak progesteron (reprodukcja), dehydrogenaza L-mleczanowa (zdrowie wymion), mocznik i beta-hydroksymaślan (zdrowie metaboliczne). Wagi i kamery trójwymiarowe rejestrują masę ciała i kondycję zwierzęcia podczas doju. Od początku istnienia technologii czujników, krowy są wyposażane w krokomierze i akcelerometry, które rejestrują ruchy zwierzęcia w celu przewidywania określonych zachowań, takich jak ruja i choroby u krów mlecznych. Przykładami wczesnych innowacji stosowanych u krów mlecznych są bolusy do pomiaru temperatury i pH żwacza, czujniki temperatury wewnątrzpochwowej i pomiary tętna. Objętość lub format danych nie stanowi już głównego ograniczenia, stąd całkowita ilość danych związanych z krowami, które są zbierane dziennie szybko wzrosła.

Nowe źródła danych w przemyśle mleczarskim

1. Znaczenie czynników środowiskowych, takich jak temperatura i wilgotność w rozrodzie krów mlecznych są niezaprzeczalne. Dane oparte na lokalizacji stały się publicznie dostępne w ciągu ostatnich dziesięcioleci, tworząc możliwość nakładania map fizycznych i spostrzeżeń opartych na lokalizacji na inne dostępne dane. Podejście łączące urządzenia Internetu Rzeczy (IoT) w czasie rzeczywistym z analizą danych historycznych jest niewykorzystane w nauce o mleczarstwie. Tak więc dane przesyłane strumieniowo ze zautomatyzowanych rejestratorów danych dla czynników środowiskowych oferują nowe zastosowania w zakresie gromadzenia i wykorzystywania big data w celu zmiany procesu podejmowania decyzji i zarządzania .

2. Szybkość i pojemność sprzętu komputerowego wzrosła, podczas gdy koszty spadły . Doprowadziło to do łatwiejszego rejestrowania danych przez tanie urządzenia mobilne i centra danych w chmurze o wysokiej dostępności, które pozwalają na bardziej spójne i dokładne rejestrowanie ręcznie wprowadzanych zdarzeń związanych z reprodukcją, chorobą i leczeniem na poziomie krowy. Wykorzystanie tych danych do budowania modeli predykcyjnych dla przewidywania wyników choroby z bieżących planów leczenia i udoskonalania tych modeli w czasie rzeczywistym poprawi wiedzę naukową na temat skuteczności leczenia, która jest ograniczona do badań obserwacyjnych w tej chwili .

3. Ponadto, mobilne przechwycone anegdotyczne i nieustrukturyzowane dane od rolników, notatki weterynarzy i inne źródła stanowią gigantyczną granicę niewykorzystanych informacji. Obecnie, zostało uznane przez naukowców, że 85% informacji na świecie jest niestrukturalne, składające się z dowolnego tekstu, audio i wideo, a nie starannie zorganizowane rozpoznawalne pola . Chociaż potrzeba standaryzowanego wprowadzania danych o chorobach została już dawno rozpoznana, brakuje skutecznej implementacji w obecnym oprogramowaniu. Przetwarzanie języka naturalnego składa się z wielu technik obliczeniowych do przetwarzania języka podobnego do ludzkiego z tekstów niestrukturalnych nadających się do odczytu maszynowego. Zostało to z powodzeniem zastosowane w medycynie, ale według naszej wiedzy jeszcze nie w nauce o mleczarstwie. Przechwytywanie i wykorzystywanie tych danych wzbogaci analizę i spostrzeżenia w ogromnym stopniu.