在某种程度上，蚂蚁是和人类很像的动物。作为社会性昆虫，蚂蚁个体组成了庞大的群体，和人类一样过着集体生活，有复杂的社会组织和分工协作。因此，蚂蚁的社会如何进行信息交流，引起不少人的好奇，对蚂蚁社会的研究也启发了对人类社会行为的研究。
全世界最著名的蚂蚁学者之一、社会生物学的奠基人E·O·Wilson教授第一个解开了蚂蚁的信息素（pheromone）沟通之谜。例如，蚂蚁通过特定腺体分泌出来的某些化学物质，可以作为警报，“告诉”同巢伙伴有危险，需要迅速采取集体防御行为。这种调控同物种个体行为的化学信号就是信息素，如同它们的“语言”。
几十年来，人们已经在蚂蚁中找到了大量不同的信息素分子，调控发育、觅食、交配、育幼、保卫巢穴、区分敌友等各种行为。已经发现几种化学物质可以作为信息素在毕氏粗角猛蚁蚁群中引起恐慌和撤巢行为。
而蚂蚁接收信息的方式就是靠“闻”。在其触角的嗅觉感觉神经元上，分布着很多气味受体，一旦匹配到合适的信息素分子，嗅觉神经元将信号传向脑中的嗅觉中枢，一个被称为“触角叶”（antennal lobes）的区域。
不难想象，要检测和区分各种信息素，蚂蚁脑袋里的嗅觉信息处理中心非常重要。以往的研究发现，触角叶中的“信息处理单元”——神经纤维球（glomerulus）可多达500个。与非社会性昆虫果蝇相比，大小基本相同的大脑里，蚂蚁的神经纤维球数量是果蝇的10倍。
接下来的问题是，这套庞大的嗅觉系统究竟如何编码复杂的气味数据？为了揭开蚂蚁脑中的运行机制，研究它们的社会行为，现在生物学家们用上了一种前沿技术：构建转基因蚂蚁。
在顶尖学术期刊《细胞》新发表的一篇论文中，洛克菲勒大学的生物学家介绍了他们培育出来的世界首批转基因蚂蚁。
借鉴果蝇等昆虫的研究经验，研究人员对毕氏粗角猛蚁（Ooceraea biroi, 也称clonal raider ant）进行了改造，让嗅觉神经元特异性表达基因编码的钙指示剂GCaMP。这样一来，当嗅觉神经元活跃起来时，随着细胞内的钙离子浓度发生变化，神经元会发出绿色荧光。然后，利用新开发的一种双光子钙成像技术，研究人员还实现了在活体蚂蚁中记录整个触角叶的神经活动。
这批转基因蚂蚁向科学家揭示了蚁群如何通过信息素对危险信号做出反应。在众多信息素中，这项研究首先关注了几种代表危险警报的信息素。释放这些化学分子后，可以观察到蚁群中出现明显的行为变化：闻到气味的工蚁们纷纷开始收集蚁卵，带着它们撤离巢穴，搬去更安全的地方。
研究团队利用新技术监测了22只转基因蚂蚁在这场骚动中的反应。根据它们触角叶中的GCaMP的荧光水平，研究人员发现了意想不到的结果。“我们本来以为会看到触角叶中有一大片区域对警报信息素做出某种反应，”论文的第一作者Taylor Hart博士说，“结果相反，我们看到的是，神经反应只限于相当局部的区域，触角叶大部分区域根本没有反应。”
研究人员分析发现，接收到警报信息素后，触角叶的几百个神经纤维球中大约只有6%出现了反应。而且有趣的是，尽管测试了四种诱发恐慌行为的信息素，但其中三种都会汇集到同一个神经纤维球。用研究人员的话说，这些局部区域相当于他们在蚂蚁脑中找到了专门负责让它们恐慌的“按钮”。
在测试了多种气味后，研究人员推测，蚂蚁在处理输入的交流信息时，很可能每个神经纤维球只对一个或少数几个特定的刺激作出反应，而不是采用分布式的组合编码。
对于首批转基因蚂蚁来说，这些新发现还只是它们向科学家透露的一小部分秘密。研究人员表示，接下来他们希望这些嗅觉神经元会发亮的蚂蚁回答更多问题，比如用途不同的其他信息素如何与特定的神经纤维球对应，在蚂蚁的发育过程中如此复杂的嗅觉系统如何组装，等等。随着科学技术的发展，期待科学家们用新工具解开社会性生物如何沟通信息的更多奥秘。