南方日报讯 (记者/黄锦辉 通讯员/胡琼珍 柯佳)当人类听到熟悉的歌曲,即便变速、更换乐器,依然能识别,这是由于大脑对音符间相对时间关系的把握。而我省科研团队最新发现,昆虫也具有对抽象时间的感知能力。
4月3日,国际顶级学术期刊《科学》发表南方医科大学粤港澳大湾区脑科学与类脑研究中心首席研究员奎因·索尔维(Cwyn Solvi)、彭飞教授团队联合完成的研究成果——《熊蜂灵活、抽象的节律感知》。该研究首次清晰证实:熊蜂不光能分清复杂的节奏,还能把握节奏里的时间规律。这一发现加深了人们对无脊椎动物时间认知能力的理解。
实验中,研究人员训练熊蜂分辨两种闪光模式,并分别对应奖励与惩罚。两种模式在单次闪光间隔、次数、总亮度等局部线索上保持一致,熊蜂无法依靠简单特征区分,只能通过整体时间节律做出判断。结果显示,熊蜂不仅能学习并记住复杂的闪光规律,即便闪光整体加快或减慢,仍可识别出同一种模式,说明其能够感知时间结构,“读懂”节律。
在此基础上,研究者进一步提出问题:熊蜂分辨的究竟是视觉刺激本身,还是刺激背后的时间结构?团队设计了跨模态实验:先让熊蜂学习两种振动节律模式,再在无奖励测试中,将刺激替换为结构相同的视觉闪光节律。结果发现,熊蜂依然能正确辨认。这说明熊蜂并非单纯依靠“振动”或“闪光”这类刺激的表面形式作出判断,而是形成了对时间结构的抽象表征,能够把握事件在时间上的组织方式。
彭飞解释,研究一方面将抽象节律认知的研究范围,从哺乳动物和鸟类进一步拓展到昆虫等无脊椎动物,提示节律感知可能比想象中更早在演化中出现;另一方面也促使人们重新思考“微型脑”的潜力——体积微小、神经元数量有限的熊蜂,竟能处理时间结构这类高级信息,这为研究脑认知的起源及其背后的神经机制拓展了新的可能。