蚂蚁，也懂笛卡尔坐标系？|笛卡尔_新浪科技

　　来源：原理

　　对我们大多数人来说，认路不能算特别困难的事情，我们人类是在不同环境里应对自如的优秀导航员。但昆虫的导航技巧可能比我们更出色，甚至可以说相当惊人。

　　比如，生活在撒哈拉盐田中的蚂蚁能行进一千多米，在旅程中的任何时刻都能知道它们与巢穴之间的位置关系。在这种地形上，并不存在地标或其他特征帮助蚂蚁识别它们的方位。别忘了，一千米差不多是蚂蚁身长的12万倍。这就相当于一个人从杭州走到了上海，不需要用到任何地标也能在沿途任何时候清楚正确的方向和距离。

　　对许多昆虫而言，找到正确的方向几乎是一个生死攸关的问题。与哥伦布和麦哲伦等伟大的人类探险家类似，蚂蚁懂得利用太阳在天空中的位置作为指南针，并通过自身运动来估计距离。这就能保证蚂蚁在觅食后准确无误地回到巢穴中。

　　当昆虫离开巢穴时，它所走的方向和距离都是由脑中神经元编码的。为了探寻昆虫的脑中究竟如何编码并储存这些有关方位的记忆，一组科学家进行了非常特别的实验。他们冷冻了一些蚂蚁和甲虫（别担心，这些小家伙仍然活着）。研究认为，昆虫有可能是“利用”了类似笛卡尔坐标系的系统帮助记忆路线。论文已于近日发表在《当代生物学》上。

　　兼容记忆的不同方面

　　由于显微技术和遗传学的最新发展，科学家已经能够让不同种类的脑细胞发出不同颜色的光。这让研究人员有能力区分单个神经元，并解开它们在构成大脑的神经系统中如何相互连接的问题。

　　这一技术已被用于观察昆虫的脑如何追踪它的行动方向，并识别在昆虫移动时编码其速度的脑细胞。有了这些信息，昆虫就可以在旅程中不断将当前的速度添加到记忆中，从而计算并追踪自己已经走了多远。

　　事实上，这是一个相当令人困惑的谜题。快速移动的昆虫需要在飞行中不断地更新它们对方向和距离的记忆，而同时又能将这些记忆保存数天时间。记忆的这两个方面，也就是快速更新和长期持续，通常被认为是不兼容的，但昆虫似乎却能设法将它们结合起来。

　　冷冻昆虫

　　为了解决这一难题，在这项新研究中，科学家认为冷冻昆虫是找出答案的最好方法。这乍听起来当然非常奇怪，但自有其原因。

　　麻醉师都知道，当一个人接受麻醉时，他们会忘记麻醉前发生的某些事情，但会记得其他事情，具体取决于这些记忆的储存方式。对昆虫来说，最接近麻醉的状态就是将它们暂时冷冻。当它们的温度降低到融冰温度（0ºC）时，大脑中的电活动就会停止，昆虫就会陷入昏迷。

　　如果它们的方向和距离记忆是以短期电活动的形式保持的，那么当它们被冷冻时，这些记忆会被抹去。但如果它们被储存在神经元之间的突触中，作为长期记忆的一部分，那么它们仍然能被留下来。

　　因此，科学家在蚂蚁和甲虫离巢时捉住了它们，并将它们冷却到0ºC，持续半个小时的时间，随后再把这些小家伙放回环境温度的条件下。一旦蚂蚁或甲虫苏醒了，它们会被放在一个陌生的地方，看看它们会做什么。