本次活动邀请到了斯坦福大学Deborah Gordon 实验室动物行为学博士后 Krisa，分享了她关于「蚂蚁行为」及「无中枢系统」的前沿研究。 一、无中枢系统，就存在于我们大脑 无中枢系统是指一个没有中心控制体的群体系统，系统内的行动并非自上而下发布指令，而是由个体之间平行的交互来完成的。 比如鸟群能通过观察相邻几只鸟的飞行路径迅速变换阵型以躲避天敌； 黏菌通过扩张移动，能够精准「计算」出类似东京地铁网的高效路线； 行军蚁能用身体搭建三维桥梁跨越障碍； 甚至人类的大脑神经网络本质上也是无中枢系统——这一点实在美妙！虽然我们习惯将大脑本身视为发号施令的「中枢」，但在大脑的内部实际上并没有单一的控制点，而是完全依靠大量神经元之间平行的信息交互与传递，才最终组合并呈现出了大脑多样的复杂功能。 系统运作的核心要素包含多样或均一的个体、特定的环境、个体间的交互模式，以及针对环境变化的正向或负向反馈机制。 有趣的是，这种机制也正被应用于无中枢机器人的研发中，通过多个简单机器人的简单互动来完成复杂的搜救任务。（此处手动艾特@Eugene 老师 二、 颠覆认知的蚂蚁社会结构 蚂蚁作为一种可视化的无中枢系统，其社会结构与人类社会截然不同。 「蚁后」并非统治者，她几乎没有任何管理蚁群的职能，躲在蚁穴最深处，主要任务仅仅是繁衍后代。 雄性在蚁群中极其稀少且地位不高，基本只负责与蚁后交配，有的甚至没有发育出嘴巴，完成繁殖后便会死亡。 与此同时，最迷人的部分——工作蚁，分工则相当精细。平时我们在外面看到的蚂蚁都是缺乏生殖能力的雌性「工作蚁」。 工作蚁的职业会随着年龄增长发生变化，最开始在地下担任「护士」喂养幼虫，随后可能成为调整蚁穴环境的「清道夫」或出巢探索的「巡游者」，最后转变为「觅食者」，且这一过程不可逆。 三、 收获蚁的觅食与集体决策机制 Krisa 重点分享了生存在沙漠中的「收获蚁」是如何进行觅食决策的： 沙漠非常炎热，蚂蚁出去觅食面临流失水分的危险，但它们又必须搬回富含脂肪和水分的植物种子作为储备粮，因此，它们必须面临蛰伏和觅食的决策。 每只蚂蚁是否出门觅食，取决于它在洞口与同伴的交互。当它闻到带着食物气味和同伴体味（通过外骨骼碳链化学物质识别）的蚂蚁归来时，这就构成了一个正向反馈的信号，促使它也出门觅食。当带回食物的蚂蚁变少时，出门的动力就会减弱，从而停止觅食。 这种基于气味的反馈机制，构成了集体决策的基底。 与此同时，不同的蚁群会有不同的整体策略，有的偏向「保险型」（天热绝对不出门），有的则是「冒险型」（顶着酷暑寻找食物），蚁群的「性格」差异会直接影响蚁群长期的存活质量。 四、 解剖一只蚂蚁的大脑 作为关注神经机制的学者，Krisa 的研究主要探讨蚂蚁大脑如何影响群体的行为差异。 目前初步研究发现，多巴胺这种神经递质在蚂蚁权衡觅食利弊的过程中起到了巨大作用。不同蚁群在做出不同行为决策时，其脑内分泌多巴胺的含量与神经分布可能存在差异。 受限于研究工具，Krisa 会借助果蝇的大脑作为蓝图来比对。她在显微镜下使用极小的镊子和剪刀解剖蚂蚁的大脑，并通过抗体荧光标记来观察多巴胺神经的分布规律——多么奇妙的动物行为学啊！ 五、 Q&A 环节趣味延伸 动物福利与伦理：目前科学界对昆虫的动物福利标准极低，但出于尽量减少痛苦的考量，研究者通常会采用液氮超低温或高浓度酒精让蚂蚁瞬间死亡。在野外挖掘研究时，也会谨慎选择刚建成的脆弱蚁穴，以避免对成熟生态造成破坏。 蚁群的「灭亡」：生物学上，蚁群的死亡是以「蚁后的死亡」为标志的。虽然工作蚁寿命仅约1年（蚁后可达20-30年），但只要蚁后还在，蚁群功能就能存续。 残酷的「新后竞速赛」：在某些蚂蚁物种中，老蚁后死后，会有几只年轻的备用蚁后进行类似「赛跑」的能力比拼，胜者成为新蚁后，而失败者则会被蚁群无情杀死。 一种演化趋势：从进化树来看，越古老的蚂蚁品种越强悍且偏向「单打独斗」（如跳跃型蚂蚁），而越晚进化出的品种，则越依赖群体合作与无中枢系统的信息交互。 这场分享不仅展示了自然界中小小蚂蚁令人惊叹的群体智慧，也给人类社会提供了一个重要启示——在人类社会或任何复杂的网络系统中，相比于互相竞争与拆台，个体间高频的信息交流与合作，往往是达成群体共赢和高效运转的最佳方式。 再次感谢 Krisa 的精彩分享！ 也期待看到更多研究者在 SmallWOD 分享你的研究！
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