A类 外科医生挥舞着一把显微手术刀，切开了她研究对象夜间出汗蜜蜂的头部胶囊 膝大戟 在巴拿马史密森热带研究所的实验室里。 这位外科医生是瑞典隆德大学埃里克·瓦特博士手下的一名研究员，他将一个小于一微米的玻璃电极插入蜜蜂的大脑。 她正试图刺穿一个很小的东西，一个位于大脑顶部称为脑片层的单极细胞。 沃特相信这些细胞负责一种叫做神经总和的技巧，这种技巧可以帮助蜜蜂最大限度地利用光子来观察它们黑暗的栖息地——巴拿马夜间雨林茂密纠结的灌木丛。 “看起来这些蜜蜂能够做一些几乎违反物理学的事情，”功能动物学家Warnt说道，他已经研究昆虫夜间视觉超过20年了。 “我们相信，在这些膜单极细胞中，蜜蜂夜间视力如此之好的奇迹正在发生。”
膝分枝杆菌 日落后一小时和日出前一个半小时，在小树枝上筑巢，搜寻花粉。 史密森热带研究所代理所长威廉·威西斯洛博士认为，蜜蜂在昏暗的时间里进食是因为对花粉的竞争更少，捕食者更少。 人类在黑暗的雨林中几乎看不到任何东西，但汗蜂毫无问题地觅食，避开悬挂的藤蔓和下垂的手掌，回到家中的巢穴有魔法标记的宽度，巢穴的开口仅仅略大于它们的身体。
蜂脑手术要求如此精确，以至于研究人员自己的脚敲击都可能使桌子发生挤压，导致微小电极错位。
视觉依赖于处理光子的能力。 人类有一种被称为相机镜头的眼睛，它可以收集光子，并通过一个透镜将其引导至视网膜中的感光器。 这在有大量光子的白天工作得很好。 但在一个晴朗无月的夜晚，地球上任何一个地点接收的光子都比晴朗晴朗的日子少1亿倍。 夜间生物的进化是为了最大限度地利用光子。 如果我们了解汗蜂是如何做到这一点的，我们也许可以建造夜间导航设备来做到这一步。
这就是美国空军所追求的。 佛罗里达州埃格林空军基地的高级研究工程师Ric Wehling说：“埃里克和他的人在巴拿马看到的夜行蜜蜂会做一些光线收集和处理技巧，使它们能够在大多数昆虫看不见的情况下看到东西，我们对这种技巧感兴趣。”。 该机构正在考虑一种未来的微型飞行器（MAV），这种飞行器不必依赖GPS。 这些MAV将能够像蜜蜂一样直观地理解世界并在黑暗中看到东西。
蜜蜂比人类有更多的眼睛。 他们也有不同类型的眼睛，执行不同的功能。 ocelli是三只类似于我们自己的相机型眼睛； 它们在昆虫的头上形成一个三角形。 它们产生模糊的图像，但通过光线检测上下方向，帮助昆虫定位（向上是天空，通常较亮，向下是地面，通常较暗）。 蜜蜂还有一对复眼，它由数千个被称为小眼的微小塔组成，这些塔紧密地堆积在一起，形成蜜蜂头上蜂窝状的眼表面。 每个小眼座塔顶上都有一个透镜，可以捕捉光子并将其引导至小眼座内的感光细胞。 像蜜蜂这样的昼间昆虫有一种被称为并置复眼的东西，这意味着每个小眼体内的每个感光器只接收来自一个小眼的光子。 这对白天活动的昆虫来说是有效的，因为有足够的光子通过单个小眼，让感光器产生清晰的图像。 大多数夜行昆虫都有重叠的复眼，其中每个感光体都接收来自数百只小眼的光子。 这种眼睛设计确保了更多的光子到达每个感光体，产生更明亮的图像，使夜行昆虫在黑暗中能看得清楚。
蜜蜂在其自然栖息地出汗 夜间出汗蜜蜂 膝大戟 在小空心棍子里筑巢。 普法夫 但神秘的 膝分枝杆菌 因为它们没有能够捕捉更多光子的叠加复眼。 汗蜂的眼睛并置，最适合白天使用。 取而代之的是，汗蜂的小眼蜂和短颈蜂比具有重叠复眼的夜间昆虫大。 蜜蜂的感光器也比白天活动的昆虫更敏感，这意味着当受到光子的撞击时，它们会产生更强的神经冲动。 但这是有代价的。 拥有更强的神经冲动就像是在接收不良的情况下打开收音机的音量——音乐更大，但静态噪音也更大，或者光学昆虫学家称之为噪音。 为了消除噪音，蜜蜂的单极细胞将来自众多感光器的信号进行汇总。
膝分枝杆菌 并不是唯一一个能够使用神经总和技巧的生物。 沃特说，其他几种夜间活动的蜜蜂、黄蜂和蚂蚁也可能会这样做。 动物和人类的大脑执行自己类型的神经总和，以提高输入质量。 “总结是一种在糟糕的情况下取得最佳效果的方法，”Warrant说。 “大脑非常善于用有限的输入进行有效的计算。”他认为，人类大脑在处理声音或气味时可能会使用类似的求和方法。 但这种光子产生的脉冲总和超出了我们的大脑所能及的范围，这就是为什么Warrant的研究人员将电极插入 膝毛分枝杆菌。
蜂脑手术是在一个防振桌面上进行的，因为它需要如此精确，以至于研究人员自己的脚敲击都可能使桌子发生碰撞，从而使她放置在单极细胞中的微小电极错位，单极细胞的宽度约为人发的宽度。 为了保持静止，蜜蜂被放在一个只露出头部的小瓶里。 手术是在一个金属网笼内进行的，这个金属网笼可以阻挡外来的电噪音，这些噪音会干扰大脑中电信号的检测。 “电极的作用有点像天线，”Warrant说，“会拾取这种噪音，从而污染你试图从神经元记录的信号。”， 研究人员用导电溶液填充电极，将单极电池的电脉冲通过电线传输到放大器和计算机进行分析。
实验是在一个黑暗的房间里进行的，以模拟蜜蜂的栖息地。 白色屏幕上的黑色像素移动到蜜蜂的前面。 如果电极单极细胞只有在像素位于细胞正上方的小眼前方时才会发出神经反应，则不会发生神经求和（这意味着每个单极细胞只接收来自一个小眼的输入）。 但是，如果当像素被拖动时，电极单极细胞在蜜蜂视野的宽弧上产生神经反应，这意味着细胞从多个小眼接收输入，神经总和正在发生。
认股权证希望在2014年6月之前有足够的数据来证明他的神经求和假设。如果这一假设得到证实，为机器和人类建立夜间视觉是可能的。 我们无法教会我们的脑细胞总结出稀少的夜间光子，但夜视可能就像戴上蜜蜂护目镜一样容易。
贾斯汀·诺贝尔关于科学和文化的故事出现在 时间，猎户座， 和 锡屋。 在其他项目中，他目前正在写一本关于天气的故事书。 他住在新奥尔良。
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