本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
对于许多人来说，夏夜空气中萤火虫温暖的光芒是夏天到来的确凿标志。天黑后，这些生物发光甲虫通常只有在它们从下腹部发出黄色、绿色或淡红色的闪光作为其交配仪式的一部分时才可见。一些种类的萤火虫已经找到了它们自己成功交配的关键——同步闪烁模式，这种现象吸引了一个研究团队的注意，他们正在研究模式识别如何告诉我们大脑是如何连接的。
为了更好地了解人类和其他动物的大脑如何处理视觉信号，康涅狄格大学斯托尔斯分校的生理学和神经生物学教授安德鲁·莫伊谢夫和佐治亚南方大学斯泰茨伯勒分校的生物学教授乔纳森·科普兰，在过去的四个夏天研究了同步闪烁在田纳西州大雾山国家公园发现的Photinus carolinus萤火虫物种的交配中所起的作用。
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研究人员称，在P. carolinus萤火虫的同步闪烁中，许多雄性同时、有节奏且重复地产生闪光，他们的研究结果发表在7月9日出版的《科学》杂志上。这些模式由一连串的闪光（通常是六次）组成，随后是一段大约六到八秒的无闪光期。研究的主要作者莫伊谢夫说，在这些停顿期间，雌性会以两次快速连续的闪光做出回应，第二次闪光几乎在第一次闪光结束后立即开始。雌性可能会在栖息在树叶或树枝上时产生一到四个这样的“双闪”。
莫伊谢夫说：“这提出了一些有趣的问题，我们尚未解答，即黑暗时期以及闪光是否发挥重要的行为作用。”
在实验室中，莫伊谢夫和科普兰将雌性P. carolinus萤火虫暴露于一组发光二极管(LED)，旨在模仿雄性萤火虫。每个单独的LED都产生了P. carolinus物种特有的闪光模式，但研究人员改变了闪光同步的程度。他们的结果表明，雌性对完全同步或接近完全同步的闪光的反应率超过80%。然而，当闪光不同步时，雌性的反应率为10%或更低。这项研究告诉研究人员关于萤火虫大脑的以下信息：它能够计数、测量时间差并在等待响应时暂停。
莫伊谢夫说：“我们真正的兴趣是了解大脑回路。” “他们用来做到这一点的方法是通过模式识别，这对所有动物都很重要。” 莫伊谢夫和科普兰也研究了其他动物，包括猫头鹰和蝙蝠，以更好地了解大脑通常是如何连接的。他补充说：“我们想了解大脑如何处理这些视觉信号。”
萤火虫的生物发光是一种涉及一种名为荧光素酶的蛋白质的化学反应的结果。佛罗里达大学盖恩斯维尔分校昆虫学和线虫学系的副教授马克·布兰汉在给《大众科学》的电子邮件中解释说，大约百分之一的已知萤火虫物种表现出这种同步闪烁行为。他补充说，重要的是要注意，它们并非始终同步，只有在高密度时才显得同步，即使在那时也会“漂移”进出同步。“据信，在雄性高密度的情况下，当雄性同步时，雄性会收到更多的雌性回复——因为这减少了光子的‘噪声’，这可能会干扰雌性对视觉刺激/信号的处理，”布兰汉说，他没有参与莫伊谢夫和科普兰的研究。
莫伊谢夫说，莫伊谢夫和科普兰研究的另一个成果可能是更好地了解当大脑受伤或停止正常运作时会发生什么，他补充说，“为了了解当大脑的感官系统出现问题时会发生什么，您需要能够了解感官系统通常是如何工作的。”
所有Photinus carolinus的图片均由安德鲁·莫伊谢夫提供