“人类并不是唯一拥有复杂社会和交流系统的动物，”洛克菲勒大学的首席作者泰勒·哈特说。“在进化过程中，与其他昆虫相比，蚂蚁进化出了极其复杂的嗅觉系统，这使得它们能够使用许多不同类型的信息素进行交流，这些信息素可能意味着不同的事情。”

这项研究表明，蚂蚁的大脑中有自己的交流中心，与人类相似。这个中心可以解读来自其他蚂蚁的报警信息素，或“危险信号”。它们大脑的这一部分可能比蜜蜂等其他昆虫更先进，之前的研究表明，蜜蜂依靠大脑的许多不同部分来协调对单一信息素的反应。

“蚂蚁的大脑中似乎有一个感觉中枢，所有引起恐慌的警报信息素都会被输入，”洛克菲勒大学的通讯作者丹尼尔·克罗纳尔说。

研究人员使用一种叫做GCaMP的工程蛋白来扫描暴露在危险信号下的克隆攻击蚁的大脑活动。GCaMP的工作原理是将自身附着在钙离子上，钙离子会随着大脑活动而爆发，由此产生的荧光化合物可以在高分辨率显微镜上观察到。

在进行扫描时，研究人员注意到，只有一小部分蚂蚁的大脑会对危险信号做出反应，但蚂蚁仍然表现出即时和复杂的反应行为。这些行为被称为“恐慌反应”，因为它们包括逃跑、撤离巢穴、将后代从巢穴转移到更安全的地方等行为。

不同蚁群大小的蚂蚁也使用不同的信息素来传递各种信息。哈特说:“我们认为，在野外，无性繁殖的蚁群通常只有几十到几百只，这对蚁群来说是相当小的。”“通常情况下，这些小群体倾向于将恐慌反应作为它们的警报行为，因为它们的主要目标是逃跑和生存。他们不能让很多人冒险。行军蚁是无性繁殖蚁的近亲，它们拥有庞大的群体——数十万或数百万只个体——它们可能更具攻击性。”

不管是什么物种，蚁群中的蚂蚁都是根据种姓和角色来划分自己的，不同种姓和角色的蚂蚁的解剖结构略有不同。为了本研究的目的，研究人员选择克隆攻击蚁作为一个物种，因为它们易于控制。他们使用一种等级和角色中的一种性别的蚂蚁(雌性工蚁)来确保一致性，因此更容易观察到广泛的模式。一旦研究人员对种姓、性别和角色之间的神经差异有了更清晰的了解，他们可能就能更好地理解不同蚂蚁的大脑是如何处理同样的信号的。

“我们可以开始研究蚂蚁之间这些感官表征的相似或不同之处，”哈特说。Kronauer说，“我们正在研究劳动分工。为什么基因相同的个体在群体中承担不同的任务?这种分工是如何进行的?”

这项工作得到了美国国立卫生研究院国家普通医学科学研究所、国家神经疾病和中风研究所、霍华德休斯医学研究所、国家科学基金会和Kavli神经系统研究所的支持。