本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
對於許多人來說，夏夜空氣中螢火蟲溫暖的光芒是夏天到來的確鑿標誌。天黑後，這些生物發光甲蟲通常只有在它們從下腹部發出黃色、綠色或淡紅色的閃光作為其交配儀式的一部分時才可見。一些種類的螢火蟲已經找到了它們自己成功交配的關鍵——同步閃爍模式，這種現象吸引了一個研究團隊的注意，他們正在研究模式識別如何告訴我們大腦是如何連線的。
為了更好地瞭解人類和其他動物的大腦如何處理視覺訊號，康涅狄格大學斯托爾斯分校的生理學和神經生物學教授安德魯·莫伊謝夫和佐治亞南方大學斯泰茨伯勒分校的生物學教授喬納森·科普蘭，在過去的四個夏天研究了同步閃爍在田納西州大霧山國家公園發現的Photinus carolinus螢火蟲物種的交配中所起的作用。
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研究人員稱，在P. carolinus螢火蟲的同步閃爍中，許多雄性同時、有節奏且重複地產生閃光，他們的研究結果發表在7月9日出版的《科學》雜誌上。這些模式由一連串的閃光（通常是六次）組成，隨後是一段大約六到八秒的無閃光期。研究的主要作者莫伊謝夫說，在這些停頓期間，雌性會以兩次快速連續的閃光做出回應，第二次閃光幾乎在第一次閃光結束後立即開始。雌性可能會在棲息在樹葉或樹枝上時產生一到四個這樣的“雙閃”。
莫伊謝夫說：“這提出了一些有趣的問題，我們尚未解答，即黑暗時期以及閃光是否發揮重要的行為作用。”
在實驗室中，莫伊謝夫和科普蘭將雌性P. carolinus螢火蟲暴露於一組發光二極體(LED)，旨在模仿雄性螢火蟲。每個單獨的LED都產生了P. carolinus物種特有的閃光模式，但研究人員改變了閃光同步的程度。他們的結果表明，雌性對完全同步或接近完全同步的閃光的反應率超過80%。然而，當閃光不同步時，雌性的反應率為10%或更低。這項研究告訴研究人員關於螢火蟲大腦的以下資訊：它能夠計數、測量時間差並在等待響應時暫停。
莫伊謝夫說：“我們真正的興趣是瞭解大腦回路。” “他們用來做到這一點的方法是透過模式識別，這對所有動物都很重要。” 莫伊謝夫和科普蘭也研究了其他動物，包括貓頭鷹和蝙蝠，以更好地瞭解大腦通常是如何連線的。他補充說：“我們想了解大腦如何處理這些視覺訊號。”
螢火蟲的生物發光是一種涉及一種名為熒光素酶的蛋白質的化學反應的結果。佛羅里達大學蓋恩斯維爾分校昆蟲學和線蟲學系的副教授馬克·布蘭漢在給《大眾科學》的電子郵件中解釋說，大約百分之一的已知螢火蟲物種表現出這種同步閃爍行為。他補充說，重要的是要注意，它們並非始終同步，只有在高密度時才顯得同步，即使在那時也會“漂移”進出同步。“據信，在雄性高密度的情況下，當雄性同步時，雄性會收到更多的雌性回覆——因為這減少了光子的‘噪聲’，這可能會干擾雌性對視覺刺激/訊號的處理，”布蘭漢說，他沒有參與莫伊謝夫和科普蘭的研究。
莫伊謝夫說，莫伊謝夫和科普蘭研究的另一個成果可能是更好地瞭解當大腦受傷或停止正常運作時會發生什麼，他補充說，“為了瞭解當大腦的感官系統出現問題時會發生什麼，您需要能夠了解感官系統通常是如何工作的。”
所有Photinus carolinus的圖片均由安德魯·莫伊謝夫提供