改写教科书！南方医科大学这项研究登上 Science 封面后，再发 Science|science|动物|南方医科大学|实验|教科书|熊蜂|蜜蜂

彭飞教授是南方医科大学公共卫生学院心理学系主任，博士生导师，博士后合作导师，长期致力于以熊蜂为模型揭示微型脑产生复杂认知的神经计算机制。他带领团队通过精巧的行为实验与计算建模，系统证实了熊蜂具备社会学习、跨情境排序记忆、时间预期及协作觅食等高级认知能力，这些成果颠覆了「复杂智能仅属于大脑庞大的脊椎动物」的传统认知，为理解智能与情绪的进化起源提供了关键的昆虫模型证据。

2020 年 10 月，团队在 Animal Behaviour 杂志发表了题为 Chromatic, achromatic and bimodal negative patterning discrimination by free-flying bumble bees 的研究论文。该研究证明自由飞行的熊蜂能够解决颜色、明暗以及视觉 — 嗅觉双模态负模式辨别任务，且个体间存在构型学习与简单元素策略的差异，挑战了此前熊蜂不具备此类非元素学习能力的观点。

2022 年 9 月，团队在 eLife 杂志发表了题为 Bumblebees retrieve only the ordinal ranking of foraging options when comparing memories obtained in distinct settings 的研究论文。该研究通过多情境训练与转移测试范式，揭示了熊蜂在不同情境下比较觅食选项时仅能调用序数排序记忆，而无法回忆或利用绝对奖赏信息，表明其决策依赖相对排名而非绝对价值。

2023 年 12 月，团队在 Behavioral Ecology and Sociobiology 杂志发表了题为 Bumblebees display stimulus-specific persistence behaviour after being trained on delayed reinforcement 的研究论文。该研究发现，经历延迟奖励训练的熊蜂能够形成时间预期，并在后续测试中表现出对奖励相关刺激的特定性自愿等待行为，且这种时间关联可泛化至模糊刺激，揭示了熊蜂在觅食决策中整合时间信息的认知灵活性。

2024 年 9 月，团队在 eLife 杂志发表了题为 Does bumblebee preference of continuous over interrupted strings in string-pulling tasks indicate means-end comprehension? 的研究论文。该研究通过一系列拉绳实验证明，熊蜂对连续绳子的偏好依赖于图像匹配与联想学习机制，而非对「手段 — 目的」因果关系的真正理解。

2024 年 11 月，团队在 Animal Cognition 杂志发表了题为 Bumblebee social learning outcomes correlate with their flower-facing behaviour 的研究论文。该研究通过二维观测范式和深度学习姿态估计，量化了熊蜂在观察学习过程中面向不同花朵的具体时间，并揭示了其社会性习得的颜色偏好与面对奖励花朵的时间呈正相关，而与面对非奖励花朵的时间呈负相关。

彭飞教授团队深耕熊蜂相关研究多年后，于 2025 年 10 月 23 日在国际顶尖学术期刊 Science 发表了题为 Positive affective contagion in bumble bees 的重磅研究，该研究还被选为当期封面论文。

该研究表明，熊蜂中存在可通过纯视觉信号传递而无需身体接触的积极情感传染，即一只个体的情绪状态能被另一只迅速捕捉并影响其行为决策，这表明情感传染机制可能普遍存在于脊椎动物与昆虫中，其进化根源或可追溯至更早期且支持社会认知能力的趋同演化假说。

来源：Science

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr0216

封面介绍：图中展示了两只处于标记管道中参与情感传染实验的熊蜂。在管道内与处于积极情绪状态的同类短暂互动之后，观察蜂在随后的测试中对模棱两可的花朵表现出了更为乐观的反应，表明即便是昆虫也能够共享情绪状态，从而将情感与社会认知的进化根源追溯至更为久远的演化早期。

在该研究中，研究人员首先训练熊蜂辨别两种颜色的人造花，一种提供蔗糖奖励，另一种仅提供纯水。训练完成后，蜜蜂在进入测试场地前短暂隔离。他们发现，在「个体奖励组」中，蜜蜂意外获得高浓度糖水以诱导积极情感状态；而对照组则无此奖励。在测试阶段，呈现介于正负训练色之间的模糊中间色花朵，结果发现获得意外奖励的蜜蜂首次降落的潜伏期显著更短，表现出明确的「乐观」判断，证实了意外奖励能够成功诱导出积极情感，为后续考察情感跨个体传递确立了可靠的测量基线。

随后，为了检验情感是否能在个体间传播，研究者设置了社会互动组别。观察蜂在隔离期间与一只同伴蜂短暂共处：同伴若刚刚获得意外奖励则处于积极状态，若未获奖励则为对照状态。结果显示，与积极同伴互动的观察蜂在面对模糊颜色花朵时，降落速度与个体奖励组同样迅速，且显著快于与社会对照组互动的蜜蜂。在另一项 T 迷宫主动选择测试中，曾接触积极同伴的蜜蜂面对模糊线索时，也更多地选择了通往更高浓度糖水奖励的路径。因此，这些结果证实了积极情感状态能够在熊蜂个体间发生真正的社会传递。

来源：Science

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr0216

在确认情感传染效应后，研究人员进一步通过感官隔离实验探究了其传递机制。当观察蜂与积极同伴被透明隔板隔开但允许近距离平行观察时，其乐观水平与直接身体接触组无异，表明纯视觉线索足以支持情感传染。然而，若透明隔板垂直放置限制观察视角，或实验在完全黑暗中进行仅保留触觉与嗅觉线索，情感传染效应则完全消失。此外，观察蜂在互动中从未伸出喙部尝试舔舐，排除了同伴体表残留糖水被尝到的可能。这些结果清晰表明，在熊蜂中，仅凭视觉信息而无需身体接触或化学信号传递，便足以实现积极情感状态的跨个体传播。

来源：Science

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr0216

长期以来，情感传染被视为哺乳动物、鸟类及部分鱼类等社会性脊椎动物共情的核心成分，而本研究将其延伸至无脊椎动物。熊蜂仅凭约一百万个神经元构成的微型脑，便能表达、识别并传递情感状态，这暗示情感传染可能基于相对简单且在动物界中广泛保守的神经机制。总之，这一成果从根本上拓展了我们对情感与社会行为进化起源的认知边界。

在揭示熊蜂的情绪及情绪传染机制后，该团队继续在该领域深挖。

2026 年 4 月 3 日，彭飞教授与南方医科大学基础医学院/粤港澳大湾区脑科学与类脑研究中心全职 PI Cwyn Solvi 教授再次在国际顶尖学术期刊 Science 发表了题为 Flexible, abstract rhythm perception in bumble bees 的研究论文，揭示了抽象节律感知能力并非只存在于少数高等动物中，熊蜂同样也能形成稳固的抽象节奏表征。

该研究通过一系列精巧的行为实验，在无脊椎动物熊蜂中证实了灵活、抽象的节奏感知能力。在基础实验中，研究团队训练自由飞行的熊蜂在多个人造花组成的觅食阵列中辨别两种不同的重复闪烁光模式：一种伴随蔗糖奖励，另一种伴随奎宁惩罚。其中实验 1 结果显示，熊蜂能够轻易区分简单的规律性闪烁模式。不过，灵活节奏感知的核心在于捕捉整体时序关系而非依赖局部线索。因此，在实验 2 中，研究人员采用了严格平衡的非规律性闪烁模式：两种模式包含完全相同数量与持续时间的闪光及闪光间隔，仅在节奏结构上存在差异。实验结果表明，熊蜂在这种情形下仍能成功区分这两种模式，且其选择正确率随其在花朵前悬停观察时间的延长而显著提升，表明它们主动评估了模式的节奏结构。

来源：Science

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz2894

在确认熊蜂能够基于节奏结构进行辨别后，研究人员进一步检验了其表征的抽象性。实验 3 为速度泛化测试：熊蜂在学习辨别两种特定速度下的非规律性闪光模式后，被置于一个未经训练的第三种速度下进行测试。实验结果显示，熊蜂仍显著偏好先前与奖励关联的模式。这一发现证明，熊蜂所编码的是关于时间间隔相对关系的抽象表征，而非对特定绝对持续时间的机械记忆。换句话说，它们能够像人类识别一首歌曲的快放或慢放版本一样，识别出改变了绝对速度但保留了内在相对时值结构的同一节奏模式。

最后，他们通过实验 4，即跨模态转移测试，揭示了熊蜂节奏表征的非模态特性。研究团队首先在 T 迷宫中对熊蜂进行训练，使其将两种不同的重复振动模式与奖励位置建立关联。在蜜蜂掌握这一机械感觉辨别任务后，研究者将无奖励测试中的振动模式替换为具有相同节奏结构的闪烁光模式。结果发现，熊蜂在面对视觉模式时，其选择同样显著高于随机水平，成功将习得的节奏知识从触觉/振动觉领域迁移至视觉领域。这一跨感官的识别能力表明，熊蜂脑内存储的是一种抽象的、独立于特定感觉通道的节奏模板。

来源：Science

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz2894

前期的研究证实，抽象节律感知能力原本被认为只存在于人类、鸟类和少数哺乳动物，被认为可能依赖于特化的听觉 — 运动整合前脑回路。然而，熊蜂作为一种非声音学习型无脊椎动物，仅凭约一百万个神经元构成的微型脑便展现出了速度泛化和跨模态迁移的抽象节奏感知能力。这一研究结果表明，灵活的时间模式处理能力可能并非依赖高度特化的神经结构，而是相对简单、普遍的神经架构就能形成。总之，该研究不仅颠覆了节律感知是少数高等动物「专利」的认知，还为人工智能领域提供启发，昆虫脑运作逻辑或助力开发更高效精简的人工智能系统。

结语

彭飞教授及其合作者通过精巧的行为实验与计算建模，系统证实了熊蜂具备社会学习、排序记忆、时间预期及协作觅食等高级认知能力，颠覆了复杂智能仅属于大脑庞大脊椎动物的传统认知，其系列研究从价值记忆、时间决策到拉绳机制层层递进，并于 2025 年和 2026 年连续在国际顶尖学术期刊 Science 发表重磅论文，揭示了熊蜂可通过纯视觉实现积极情绪传染以及具备跨速度、跨模态的抽象节拍感知能力。这些发现表明，情感传染与节奏智能的神经机制可能普遍且保守地存在于动物界，为理解认知与情绪的进化起源提供了关键的昆虫模型证据。

彭飞教授在接受专访时表示，关于熊蜂情绪传染的研究可以追溯至 2016 年的一项重要发现，当时，科学界首次观测到熊蜂在获得意外奖励时，会表现出类似「积极情绪」的行为特征。受此启发，彭飞教授及其团队在简陋条件下反复试错，最终揭示微型脑实现复杂智能的奥秘。

谈及熊蜂时，彭飞教授的表述始终严谨克制。在他看来，这份谨慎是对生命和科学问题的敬畏。「熊蜂在地球上已存在了数千万年，它们在漫长演化过程中形成了哪些能力，人类今天其实仍然了解得很有限。」

正如彭飞教授所言：「熊蜂的大脑仅有约一百万个神经元，却能完成学习、记忆、情绪与社会认知等复杂任务，这为我们理解『智能的最小实现形式』提供了绝佳样本。智能的关键或许不在于神经元的数量，而在于其结构与连接的效率，那是生命在进化更迭中找到的高效解决方案。」（专访来源：南方医科大学珠江医院心理科）

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