首次證實！南方醫(yī)科大學(xué)原創(chuàng)科研成果登上Science封面

“你快樂所以我快樂！”當(dāng)一只熊蜂目睹同伴因獲得糖水獎勵而表現(xiàn)出“積極情緒”時，它自身的行為決策也隨之變得更加“樂觀”。這種原本被認為只存在于高等動物中的社會情緒能力，如今被南方醫(yī)科大學(xué)科研團隊以行為實驗證實。

2025年10月23日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊Science（《科學(xué)》）以封面論文形式發(fā)表了南方醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院心理學(xué)系彭飛教授課題組的研究成果Positive affective contagion in bumblebees（《熊蜂中的積極情緒傳染》）。這是中國科研團隊獨立完成的原創(chuàng)性工作，標(biāo)志著南方醫(yī)科大學(xué)在動物認知與比較心理學(xué)研究領(lǐng)域取得了國際領(lǐng)先的突破。該研究不僅顛覆了人類對無脊椎動物社會認知能力的傳統(tǒng)認知，也在生命演化的宏觀視角下，為探索情緒與社會行為的起源提供了全新方向。

Science期刊論文封面

《熊蜂中的積極情緒傳染》論文題目及摘要

突破認知邊界

無脊椎動物的“情緒共鳴”之謎

我們每個人都體驗過“情緒傳染”，當(dāng)別人向我們微笑時，我們往往會不自覺地回以微笑；當(dāng)朋友情緒低落時，我們也會感到難過。人類在互動中會自然地與他人的情緒狀態(tài)保持一致。科學(xué)上，這種現(xiàn)象被稱為“情緒傳染”，是共情的最基礎(chǔ)形式，也是親社會行為的重要心理基礎(chǔ)。

在生命科學(xué)領(lǐng)域，“情緒傳染”長期被視作高等生物的專屬能力，僅見于人類及部分社會性哺乳動物。盡管近年在渡鴉、斑馬魚等脊椎動物中發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象，但無脊椎動物能否具備情緒傳染能力，始終是懸而未解的科學(xué)謎題。

彭飛團隊以“認知偏差”實驗范式為核心，設(shè)計了一系列層層遞進的行為實驗，為解開這一謎題提供了有力證據(jù)。實驗初期，團隊通過反復(fù)訓(xùn)練，讓熊蜂建立起“特定顏色花朵與獎勵”的關(guān)聯(lián)記憶，一種顏色對應(yīng)獎勵，另一種則無獎勵。當(dāng)熊蜂面對介于兩種顏色之間的 “模糊信號”（中間色）時，其探索速度與選擇傾向成為衡量“情緒狀態(tài)”的關(guān)鍵指標(biāo)，處于積極情緒的熊蜂，會更快速、更主動地嘗試中間色的花朵。

實驗示意圖

在此基礎(chǔ)上，研究團隊引入“同伴互動”環(huán)節(jié)，讓待測試熊蜂與處于積極狀態(tài)（剛獲得糖水獎勵）的同伴進行短暫接觸。結(jié)果顯示，接觸過“快樂”同伴的熊蜂，在后續(xù)模糊信號測試中，“樂觀”選擇的比例顯著提升，反應(yīng)速度明顯加快。

更令人驚嘆的是，通過對氣味、觸覺等感官通道的逐一隔離驗證，團隊發(fā)現(xiàn)熊蜂的情緒傳染無需物理接觸或化學(xué)信號傳遞，僅憑視覺觀察即可實現(xiàn)，這意味著，熊蜂能通過觀察同伴的行為模式，“感知”其情緒狀態(tài)并產(chǎn)生共鳴。

這一發(fā)現(xiàn)的科學(xué)價值遠超現(xiàn)象本身。對于僅擁有約一百萬個神經(jīng)元的熊蜂，其微型大腦竟能實現(xiàn)復(fù)雜的社會情緒處理功能。結(jié)合熊蜂約2500至4000萬年前的演化起源，這一成果提示，情緒與社會認知能力的萌芽或許早已出現(xiàn)在生命演化的早期階段。

該研究不僅拓寬了動物智能研究的邊界，也促使科學(xué)界重新審視“情緒”“共情”等概念的本質(zhì)，它們或許并非高等生物獨有的產(chǎn)物，而是多種生命形式在長期演化中，為適應(yīng)社會協(xié)作而逐步形成的基本能力。

十年科研征途

從“偶然靈感”到“封面成果”

科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往源于長期的積累與持續(xù)的探索。走進彭飛團隊的實驗室，除了各式各樣的實驗裝置，活潑可愛的熊蜂是這里真正的主角。談到關(guān)于熊蜂情緒傳染的研究，彭飛回憶，這一切可以追溯至2016年的一項重要發(fā)現(xiàn)。

當(dāng)時，科學(xué)界首次觀測到熊蜂在獲得意外獎勵時，會表現(xiàn)出類似“積極情緒”的行為特征，反應(yīng)速度加快，決策更趨向冒險。這一結(jié)果打破了人們對“昆蟲心智”的傳統(tǒng)印象，也讓彭飛萌生了一個大膽的科學(xué)假設(shè)，如果單只熊蜂能產(chǎn)生“積極情緒”，這種狀態(tài)是否也能在熊蜂個體之間傳播？

實驗熊蜂

2018年，這一假設(shè)正式進入探索階段。當(dāng)時實驗條件有限，團隊在簡易實驗室中反復(fù)嘗試，卻始終無果。轉(zhuǎn)機出現(xiàn)在2021年，碩士生彭超陽在一次實驗中意外發(fā)現(xiàn)，當(dāng)熊蜂與處于積極狀態(tài)的同伴接觸后，其行為方式出現(xiàn)了明顯變化。“雖然實驗設(shè)計不理想，但那一刻我們知道，這條路值得繼續(xù)。”彭飛回憶當(dāng)時的場景時說道。

隨后幾年，研究進入攻堅階段，在彭飛的帶領(lǐng)下，博士后Jose Eric Romero-Gonzalez、博士生卓貞偉、陳露露三人組成核心研究小組，對實驗范式進行了系統(tǒng)優(yōu)化，逐步完善實驗設(shè)計、控制干擾變量，最終完成了四組主要實驗，在行為層面首次證實了熊蜂間存在情緒傳染現(xiàn)象。

但新的問題隨之而來，這種情緒傳遞依賴于哪種感官線索？為解答這一問題，團隊又設(shè)計了五組補充實驗，通過嚴格控制環(huán)境，逐一隔離氣味、觸覺、視覺等可能的信號通道。最終結(jié)果顯示，僅憑視覺信息，熊蜂之間也能實現(xiàn)情緒傳遞。至此，團隊揭開了熊蜂情緒傳染的關(guān)鍵感官途徑。

“實驗最困難的部分，不是蜂不配合，而是我們要比它們更有耐心。”卓貞偉回憶說。為確保數(shù)據(jù)的可靠性，團隊成員常常需要連續(xù)數(shù)小時訓(xùn)練和觀察熊蜂，記錄每一次細微的行為變化。

從2016年的偶然靈感至今，團隊經(jīng)歷了數(shù)年的實驗改進和反復(fù)驗證。當(dāng)論文最終被Science錄用，并被選為封面論文時，團隊的每一位成員都清楚，這不僅是一項科研成果，更是一段關(guān)于好奇、堅持與合作的旅程。

彭飛與學(xué)生合影

從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)賦能

熊蜂的“科學(xué)價值雙螺旋”

在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得重大突破的同時，彭飛團隊始終秉持“科研服務(wù)社會”的理念，致力于將熊蜂認知研究的成果轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，構(gòu)建起一條“基礎(chǔ)研究—技術(shù)創(chuàng)新—產(chǎn)業(yè)賦能”的創(chuàng)新鏈條。

團隊以熊蜂為核心研究模型，在比較心理學(xué)、計算神經(jīng)科學(xué)、人工智能算法與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用等領(lǐng)域開展交叉研究，從簡單的生命體出發(fā)，探索智能、情緒與社會行為的本源。

“熊蜂的大腦僅有約一百萬個神經(jīng)元，卻能完成學(xué)習(xí)、記憶、情緒與社會認知等復(fù)雜任務(wù)，這為我們理解‘智能的最小實現(xiàn)形式’提供了絕佳樣本。” 彭飛表示，“智能的關(guān)鍵或許不在于神經(jīng)元的數(shù)量，而在于其結(jié)構(gòu)與連接的效率，那是生命在進化更迭中找到的高效解決方案。”

在學(xué)術(shù)層面，這些研究揭示了熊蜂微型腦在感知、學(xué)習(xí)與決策中的信息加工機制，為理解智能、情緒與行為的一般神經(jīng)基礎(chǔ)提供了新思路，也為腦科學(xué)和人工智能的發(fā)展帶來了啟示。熊蜂的神經(jīng)系統(tǒng)展示了微型神經(jīng)環(huán)路在資源受限條件下實現(xiàn)復(fù)雜功能的潛力，為下一代通用型人工智能算法的設(shè)計提供了生物范式，有望推動情感計算、注意控制與復(fù)雜環(huán)境決策等領(lǐng)域的創(chuàng)新。

而在應(yīng)用層面，團隊的研究成果已走出實驗室，在廣東鄉(xiāng)村振興的實踐中綻放光彩。作為廣東青年大學(xué)生“百千萬工程”突擊隊重點團隊中的一員，依托“雙百行動”項目平臺，團隊基于對熊蜂學(xué)習(xí)與決策機制的深刻理解，創(chuàng)新研發(fā)出“熊蜂定向授粉技術(shù)”。通過實驗室預(yù)訓(xùn)練，讓熊蜂建立起對目標(biāo)作物花朵的“偏好記憶”，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)授粉，大幅提升授粉效率與作物產(chǎn)量。

“熊蜂定向授粉技術(shù)” 在沙田柚中成功應(yīng)用

在韶關(guān)仁化縣的沙田柚種植基地，這項技術(shù)已取得顯著成效。長壩沙田柚作為當(dāng)?shù)氐乩順?biāo)志性農(nóng)產(chǎn)品，長期受限于人工授粉成本高、效率低等問題。團隊在200畝核心果區(qū)部署蜂箱，讓經(jīng)過訓(xùn)練的熊蜂實現(xiàn)全天候、自動化授粉。試點數(shù)據(jù)顯示，果樹平均產(chǎn)量增長 20%-30%，優(yōu)質(zhì)果比例顯著提升，有效緩解了果農(nóng)的人力成本。

在中藥材種植領(lǐng)域，團隊同樣實現(xiàn)了技術(shù)突破 ，針對陽春砂花人工授粉難、蟲媒缺乏的痛點，通過熊蜂行為訓(xùn)練，讓其穩(wěn)定識別和訪問陽春砂花朵，實現(xiàn)了從“無人授粉”到“精準(zhǔn)授粉”的關(guān)鍵突破，填補了中藥材精準(zhǔn)授粉的技術(shù)空白。

彭飛帶領(lǐng)團隊深入田間地頭做實驗

從“理解熊蜂的心智”到“造福農(nóng)業(yè)與生態(tài)”，彭飛團隊的研究，不僅展現(xiàn)了基礎(chǔ)科學(xué)研究的深遠價值，也使科研真正成為連接智慧與田野的橋梁，詮釋了“產(chǎn)學(xué)研融合”的創(chuàng)新路徑。這一成果契合國家“健康中國”“腦科學(xué)與類腦研究”等重大科技戰(zhàn)略，彰顯了中國科研團隊在生命科學(xué)領(lǐng)域的原創(chuàng)能力與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

彭飛

彭飛團隊設(shè)計的團隊logo

“左側(cè)的蜂象征動物認知的行為實驗，右側(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代表神經(jīng)環(huán)路的計算建模。”正如彭飛所設(shè)計的團隊LOGO，他希望團隊以熊蜂認知研究為起點，解析蜂腦智能的神經(jīng)環(huán)路，不斷推動類腦算法創(chuàng)新的研究特色。熊蜂的“快樂”故事，不僅是技術(shù)的大膽創(chuàng)新，更是一群青年科研工作者用堅持與智慧開啟的探索之路。

參考來源

南方醫(yī)科大學(xué)《南方醫(yī)科大學(xué)原創(chuàng)科研成果登上Science封面》

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