2022年10月19日晚20點(diǎn)，南方醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院心理學(xué)系博士生導(dǎo)師彭飛教授作為腦客中國(guó)科研第76位講者為大家?guī)?lái)主題為《熊蜂的認(rèn)知能力及其神經(jīng)計(jì)算機(jī)制》的報(bào)告。
今天給大家介紹的主題是熊蜂的認(rèn)知能力相關(guān)研究，可能在座的心理學(xué)同行們對(duì)于熊蜂的認(rèn)知能力可能相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)比較陌生一點(diǎn)。
所以我今天講座的內(nèi)容里面第一部分是介紹我們?yōu)槭裁匆芯啃芊?，為什么我們要關(guān)注這個(gè)物種？
1研究原因—存活時(shí)間長(zhǎng)
首先我想從這張圖開(kāi)始，這是我自己特別喜歡的一張圖，叫做the great tree of life，是一個(gè)對(duì)我們目前地球上所有生物的主要分支進(jìn)行可視化的圖。
這個(gè)圖有很多個(gè)環(huán)，最內(nèi)環(huán)就是我們地球創(chuàng)始之初，大概距今四十億年前左右，假說(shuō)認(rèn)為地球從那開(kāi)始有生物出現(xiàn)。最早出現(xiàn)的是細(xì)菌，然后依次是真核生物，植物，真菌，昆蟲(chóng)，魚，最后到哺乳動(dòng)物。
這么一大塊，就是昆蟲(chóng)出現(xiàn)的時(shí)間段，包括蜂、螞蟻、果蠅等。昆蟲(chóng)界大概是在數(shù)億年前就已經(jīng)出現(xiàn)了，至今他們?cè)谶M(jìn)化上沒(méi)有特別大的形態(tài)跟分支上的改變，他們依然是地球上整個(gè)種群數(shù)量最多的一個(gè)分支。我們?nèi)祟愂谴蟾啪嘟駜砂偃f(wàn)年左右進(jìn)化而來(lái)，處于最尾端的位置。
所以從這張圖上，我們就可以快速的感覺(jué)到，其實(shí)昆蟲(chóng)很早期就形成了一套適應(yīng)環(huán)境的機(jī)制。至今這套適應(yīng)環(huán)境的機(jī)制依然有效，所以我們就會(huì)很有興趣去關(guān)注為什么昆蟲(chóng)是可以適應(yīng)環(huán)境的？他們到底是通過(guò)什么樣的腦機(jī)制或者怎么樣的調(diào)控來(lái)適應(yīng)環(huán)境的？
2研究原因—經(jīng)濟(jì)價(jià)值高
研究蜂類的第二個(gè)方面是它是一類非常重要的經(jīng)濟(jì)昆蟲(chóng)。
一篇來(lái)自于2016年的nature 文章表明目前全世界范圍內(nèi)主要的一百來(lái)種農(nóng)作物的里有超過(guò)百分之九十是由蜂類來(lái)進(jìn)行傳粉繁育的。如果沒(méi)有蜂來(lái)進(jìn)行傳粉的話，我們可能面臨如圖所示的農(nóng)作物減產(chǎn)的大概趨勢(shì)。
顏色越深的地方就代表那個(gè)區(qū)域如果少了蜂的傳粉，它的農(nóng)作物收成下降的百分比就會(huì)越高。
3研究原因—蜂是否有智力？
從腦科學(xué)的角度來(lái)看，我們研究蜂類的一個(gè)很核心的問(wèn)題就是想知道昆蟲(chóng)有智力嗎？他們有我們所謂的智能嗎？
傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，蜂類是所謂的hard wired，就像電腦的芯片一樣，當(dāng)給定輸入后就會(huì)有對(duì)應(yīng)的輸出。他們是已經(jīng)通過(guò)自然選擇形成的一套適應(yīng)的機(jī)制，不再有任何的可塑性，所以他是non plastic behavior。但是這個(gè)猜想是對(duì)的嗎？
本領(lǐng)域一位開(kāi)山鼻祖級(jí)的人物叫Karl von Prisch。他其實(shí)是最早以科學(xué)手段來(lái)研究蜂類的這種行為，并且通過(guò)研究獲得了1973年的諾貝爾獎(jiǎng)。
蜂在花朵上覓食時(shí)，主要獲取的內(nèi)容有兩種，一個(gè)是花粉，一個(gè)是碳水化合物，糖水，所謂的花蜜。碳水化合物是維持他們整個(gè)巢的運(yùn)轉(zhuǎn)，維持能量的一個(gè)重要的來(lái)源?；诖耍梢园烟撬鳛榉涞囊环N強(qiáng)化物，從而能夠利用這種強(qiáng)化物去訓(xùn)練蜂學(xué)會(huì)各種各樣的刺激。
Karl von Prisch最早的一個(gè)實(shí)驗(yàn)是，搭建一個(gè)人工花粉，如左側(cè)照片的透明玻璃瓶，里面裝的是糖水，蜂可以在玻璃瓶的周圍縫隙里喝到糖水。久而久之訓(xùn)練過(guò)之后，蜂就會(huì)回來(lái)這個(gè)人工花上來(lái)取食。這時(shí)把底板換成藍(lán)色，實(shí)驗(yàn)是否能夠訓(xùn)練蜂學(xué)會(huì)藍(lán)色是有獎(jiǎng)賞的？
實(shí)驗(yàn)也用于檢驗(yàn)蜂是否有顏色視覺(jué)，如果說(shuō)蜂有顏色視覺(jué)，那么它就能夠區(qū)分灰度跟藍(lán)色；如果說(shuō)它沒(méi)有顏色視覺(jué)，它沒(méi)有colour vision，那它就是生活于achromatic vision的世界。
實(shí)驗(yàn)流程如下：首先訓(xùn)練蜂去藍(lán)色的底板上喝糖水，訓(xùn)練完成后，把藍(lán)色放到很多不同的灰里面，看看這時(shí)候蜂會(huì)怎么選。 如果蜂只去藍(lán)色上面，就能說(shuō)明蜂有顏色視覺(jué)，能夠區(qū)分藍(lán)色跟灰色。如果說(shuō)蜂沒(méi)有顏色視覺(jué)，蜂的世界是黑白的，那么蜂可能就會(huì)落在跟這個(gè)藍(lán)色灰度值相近的灰色上面去。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)蜂很非常清晰地只選藍(lán)的，第一次證明了蜂可能具有顏色視覺(jué)。
4認(rèn)知能力相關(guān)研究前瞻
除了這些早期的實(shí)驗(yàn)以外，近些年來(lái)關(guān)于蜂的智力方面也有很多的研究。
比如說(shuō)有2001年就有一篇研究證明，蜜蜂是可以進(jìn)行所謂的概念加工，也就是說(shuō)當(dāng)設(shè)置了基本的認(rèn)知任務(wù)后，它能夠在這個(gè)任務(wù)上提取出所謂的規(guī)則，從而能夠在面對(duì)新的刺激時(shí)，也依然做出符合規(guī)則下的反應(yīng)。
然后再后續(xù)的就是發(fā)現(xiàn)蜂能夠感知到溫度的變化，感知到磁場(chǎng)，甚至蜂有類似于焦慮狀態(tài)的特質(zhì)等發(fā)現(xiàn)。
綜合來(lái)看，我們能夠比較有信心的說(shuō)像蜂這樣的昆蟲(chóng)，其實(shí)是比我們以往所想象的更聰明。
除了研究蜂智力方向的能力以外，蜂也作為比較好的一個(gè)模型去研究它的認(rèn)知靈活性。
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