基于Arduino的挥发性物质递送系统在蜜蜂学习行为研究中的应用与评估

为解决蜜蜂学习记忆研究中气味刺激精准递送的技术难题，研究人员开发了一套低成本、开源的Arduino自动化系统。该系统通过集成电磁阀和伺服阀实现清洁空气/气味通道的切换，结合可编程时序控制，成功完成意大利蜜蜂（Apis mellifera）对1-己醇的吻伸反射（PER）条件训练。实验显示：3次训练后蜜蜂条件反应率达90%，5次训练后记忆保持率为75%，为无专用设备的科研教学提供了可靠工具。

　　

吻伸反射（Proboscis Extension Reflex, PER）条件训练是研究蜜蜂学习记忆的经典范式，其关键在于气味刺激的精确控制。现有技术依赖昂贵复杂设备，而这项研究创新性地采用Arduino开源平台，构建了包含电磁阀/伺服阀的气流控制系统。通过可修改的代码时序，实现了清洁空气与气味剂（1-己醇）通道的自动切换。

实验对象意大利蜜蜂（Apis mellifera）工蜂在蔗糖奖励关联训练中表现出显著学习效果：仅3次训练后，90%个体能对气味刺激产生条件性吻伸反射；经历5次训练后，75%的蜜蜂仍保持该关联记忆。该系统性能媲美传统设备，但成本大幅降低，且所有硬件参数和代码完全开源。这项技术突破不仅为神经行为学研究提供标准化工具，更使得在基础实验室甚至教学场景中开展精密昆虫学习实验成为可能。