蜜蜂，像鳥類和蝴蝶一樣，使用太陽作為導航的指南針，而哺乳動物通常透過記住連續心理地圖上的熟悉地標來找到自己的路。然而，最新的研究表明，儘管蜜蜂的大腦尺寸小得多，但它們也使用這種型別的地圖。這項工作為長期以來吸引研究人員的複雜蜜蜂導航能力增加了一個新的維度。
“對於許多人來說，令人驚訝的是，如此微小的大腦能夠形成如此豐富的記憶，被稱為認知地圖，”柏林自由大學的神經生物學家兼合著者蘭多夫·門澤爾說。
門澤爾及其團隊今天在《美國國家科學院院刊》上發表的研究表明，蜜蜂可以找到返回蜂巢的路線，而不僅僅依靠太陽。相反，它們似乎使用由記憶中的景觀快照組成的“認知地圖”，這些快照指引它們回家。
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哺乳動物使用的認知地圖被認為起源於大腦的海馬體。人類每天都在使用這種地圖；例如，即使在沒有窗戶的辦公室裡，許多人也可以指向自己的家，根據他們相對於外部世界的位置知識來確定自己在空間中的方向。
“即使他們看不到自己的家，甚至沿著他們沒有走過的牆壁路徑，他們通常也可以指向自己的家，”密歇根州立大學東蘭辛分校的行為生物學家弗雷德·戴爾解釋說，他沒有參與這項研究。該研究的作者認為，蜜蜂可以做類似的事情，儘管是在一個非常初級的水平上。
時間偏移
作者透過干擾蜜蜂的太陽羅盤來測試他們的理論：他們透過使用全身麻醉劑誘導睡眠來改變蜜蜂的內部生物鐘。一旦蜜蜂醒來，門澤爾和他的同事使用諧波雷達沿著幾百米的路徑追蹤它們從釋放地點到蜂巢的路線，諧波雷達根據固定在蜜蜂身上的應答器檢測和記錄運動。
當蜜蜂從一個它們不熟悉的地點被釋放時，它們最初朝錯誤的方向移動，飛離蜂巢而不是朝向蜂巢。由於它們的內部時鐘發生了偏移，蜜蜂仍然認為現在是早上——因此它們根據它們認為太陽應該在的位置朝錯誤的方向飛去。“但隨後它們會改變方向，忽略來自太陽的資訊，”門澤爾說。“它們參考了其他東西”——他和他的團隊認為這是一個認知地圖。
戴爾說，門澤爾及其同事的研究結果提供了很好的證據，表明蜜蜂不是透過一種向量加法的方式來導航的，這種方式與太陽的位置有關。“當你能夠排除一個假設時，總是一種進步，”他補充道。他讚揚這項工作使用諧波雷達和麻醉來瞥見蜜蜂的認知生活。
但戴爾尚未確信蜜蜂使用認知地圖進行導航。他認為，昆蟲可能正在使用獨立於太陽的地形特徵進行導航，類似於水手可能使用燈塔的方式。這與認知地圖不同，認知地圖允許個體在不一定使用地標的情況下，沿著一條不熟悉的路徑走向一個看不見的目標。
門澤爾現在希望進一步描述他的發現。他認為蜜蜂使用一種不儲存細節的認知地圖，而是讓它們回憶起環境的粗略佈局。他計劃將蜜蜂放在實驗室的迷宮中，並記錄它們在人工環境中導航時的大腦訊號，他希望這將為它們的認知和導航能力提供進一步的線索。