【脑客中国】彭飞：熊蜂的认知能力及其神经计算机制

10月19日晚20点，南方医科大学公共卫生学院心理学系博士生导师彭飞教授作为脑客中国科研第76位讲者为大家带来主题为《熊蜂的认知能力及其神经计算机制》的报告。

今天给大家介绍的主题是熊蜂的认知能力相关研究，可能在座的心理学同行们对于熊蜂的认知能力可能相对来说会比较陌生一点。

所以我今天讲座的内容里面第一部分是介绍我们为什么要研究熊蜂，为什么我们要关注这个物种？

1.研究原因—存活时间长

首先我想从这张图开始，这是我自己特别喜欢的一张图，叫做the great tree of life，是一个对我们目前地球上所有生物的主要分支进行可视化的图。

这个图有很多个环，最内环就是我们地球创始之初，大概距今四十亿年前左右，假说认为地球从那开始有生物出现。最早出现的是细菌，然后依次是真核生物，植物，真菌，昆虫，鱼，最后到哺乳动物。

这么一大块，就是昆虫出现的时间段，包括蜂、蚂蚁、果蝇等。昆虫界大概是在数亿年前就已经出现了，至今他们在进化上没有特别大的形态跟分支上的改变，他们依然是地球上整个种群数量最多的一个分支。我们人类是大概距今两百万年左右进化而来，处于最尾端的位置。 

2.研究原因—经济价值高

研究蜂类的第二个方面是它是一类非常重要的经济昆虫。

一篇来自于2016年的nature 文章表明目前全世界范围内主要的一百来种农作物的里有超过百分之九十是由蜂类来进行传粉繁育的。如果没有蜂来进行传粉的话，我们可能面临如图所示的农作物减产的大概趋势。

颜色越深的地方就代表那个区域如果少了蜂的传粉，它的农作物收成下降的百分比就会越高。

3.研究原因—蜂是否有智力？

从脑科学的角度来看，我们研究蜂类的一个很核心的问题就是想知道昆虫有智力吗？他们有我们所谓的智能吗？ 

传统的观点认为，蜂类是所谓的hard wired，就像电脑的芯片一样，当给定输入后就会有对应的输出。他们是已经通过自然选择形成的一套适应的机制，不再有任何的可塑性，所以他是non plastic behavior。但是这个猜想是对的吗？

本领域一位开山鼻祖级的人物叫Karl von Prisch。他其实是最早以科学手段来研究蜂类的这种行为，并且通过研究获得了1973年的诺贝尔奖。

蜂在花朵上觅食时，主要获取的内容有两种，一个是花粉，一个是碳水化合物，糖水，所谓的花蜜。碳水化合物是维持他们整个巢的运转，维持能量的一个重要的来源。基于此，可以把糖水作为蜂的一种强化物，从而能够利用这种强化物去训练蜂学会各种各样的刺激。

Karl von Prisch最早的一个实验是，搭建一个人工花粉，如左侧照片的透明玻璃瓶，里面装的是糖水，蜂可以在玻璃瓶的周围缝隙里喝到糖水。久而久之训练过之后，蜂就会回来这个人工花上来取食。这时把底板换成蓝色，实验是否能够训练蜂学会蓝色是有奖赏的？

实验也用于检验蜂是否有颜色视觉，如果说蜂有颜色视觉，那么它就能够区分灰度跟蓝色；如果说它没有颜色视觉，它没有colour vision，那它就是生活于achromatic vision的世界。

实验流程如下：首先训练蜂去蓝色的底板上喝糖水，训练完成后，把蓝色放到很多不同的灰里面，看看这时候蜂会怎么选。 如果蜂只去蓝色上面，就能说明蜂有颜色视觉，能够区分蓝色跟灰色。如果说蜂没有颜色视觉，蜂的世界是黑白的，那么蜂可能就会落在跟这个蓝色灰度值相近的灰色上面去。实验结果发现蜂很非常清晰地只选蓝的，第一次证明了蜂可能具有颜色视觉。 

4.认知能力相关研究前瞻

除了这些早期的实验以外，近些年来关于蜂的智力方面也有很多的研究。 

比如说有2001年就有一篇研究证明，蜜蜂是可以进行所谓的概念加工，也就是说当设置了基本的认知任务后，它能够在这个任务上提取出所谓的规则，从而能够在面对新的刺激时，也依然做出符合规则下的反应。

然后再后续的就是发现蜂能够感知到温度的变化，感知到磁场，甚至蜂有类似于焦虑状态的特质等发现。 

综合来看，我们能够比较有信心的说像蜂这样的昆虫，其实是比我们以往所想象的更聪明。 

除了研究蜂智力方向的能力以外，蜂也作为比较好的一个模型去研究它的认知灵活性。