黏菌的形态看起来是不是与神经系统十分相似呢？但事实上，黏菌并没有任何神经或者大脑结构。传统认为，学习和记忆需要中枢神经系统，科学家将学习现象与神经系统的存在直接联系起来。这种理论下等同于直接判定了黏菌就没有思想没有智慧。然而黏菌这个“没有脑子”的小小生物，却用实际行动证明了自己的“智商”。
2000年日本北海道大学的中垣俊之教授以绒泡黏菌为主角，设计了一个迷宫实验。他们将黏菌培养于一个塑胶迷宫之中，并在迷宫的出入口放上了食物，迷宫中共有四条长短不一的路径可以找到两端的食物。实验中，他们发现，黏菌首先会慢慢扩张直至铺满整个迷宫，渐渐地，它的主体会开始收缩，最终绝大部分的黏菌主体会聚集到最短的那条路线上。
2004年，他们又在平面上放置了3-7个食物源观察黏菌觅食，最终黏菌所形成的网络，恰好就是生长点链接各个食物源的最短路线。黏菌似乎是解决“旅行最佳路线”问题的天才。后来中垣俊之团队又尝试用黏菌来模拟东京地区的地铁线路图。他们用麦片代替重要的车站站点，利用局部光照来模拟山丘、湖泊等地形。黏菌被放置在位于中心的东京站的代表位置，任其自由生长。
仅仅过了26个小时，黏菌的生长脉络就变得与真实的东京线路网高度相似。
这个实验不但让中垣俊之获得了2010年度的“搞笑诺贝尔奖——运输规则奖”，更重要的是开启了证明黏菌有“智慧”的一系列实验的开端。黏菌形成的“东京地铁线路图”法国的黏菌研究员奥黛丽·杜苏图尔博士发现黏菌永远不会重复走过的路，于是她便猜想黏菌是否像蚂蚁一样使用了某些化学物质来记住走过的路线。
经过观察发现，黏菌经过的地方会留下一些透明的胶质。在较短时间内，这些胶质都会是原生质的管道，但是一旦这个管道变干了，就废弃了。黏菌会对沾有这些胶质的地方避而远之，显然它排斥这种胶质。
于是杜苏图尔设计了一个实验，首先她利用一个U形挡板将黏菌与食物源隔离开，虽然开始黏菌径直走向了这个U形陷阱中被挡住了，但它很快调整过来，绕开了挡板，获得了食物。但是在第二次实验中，杜苏图尔保持其他实验变量一致，只不过这次她事先用黏菌留下的胶质覆盖了整个环境，使黏菌误以为整片区域已经探索完毕，确实如她所料，这一次黏菌没有再寻找到食物，于是这个实验便证明了黏菌对自己产生的这种胶质痕迹的排斥。
黏菌不但会走迷宫、会标记路线，这令杜苏图尔开始思考，黏菌是否具有智力。2015年，杜苏图尔和她的团队从日本函馆大学获取了一些黏菌样本。她设置了几个巧妙的实验，证明了黏菌存在学习能力，这次的实验被称为“习惯化实验”。习惯也是适应，它被认为是最简单的学习形式，指的是一个有机体在反复遇到相同条件时如何反应。比如当你初进海鲜市场，会觉得腥臭难闻，但当你每天在那里卖鱼，便会慢慢适应这个味道。
实验开始前首先需要准备一些燕麦片，因为这是黏菌最喜欢的食物之一。这就不得不先介绍一下，黏菌虽然没有鼻子、嘴巴等传统意义上的进食器官，但它却是个不折不扣的美食家。它的细胞内遍布受体，可以检测到食物是否在附近。在一众食物中，它总是能准确地挑中营养比例最完美的那一种，或者，它们也会将几种不同营养比例的食物组合起来。
毕竟它们可以随意变形，伸出一张“嘴”去吃含糖量最高的，同时另一张“嘴”就去吃蛋白质含量最高的。
在第一个实验中，杜苏图尔团队为黏菌造了几座“小桥”，小桥由明胶制成，研究人员将黏菌最喜欢的燕麦片放到了桥的另一端，黏菌若想进食，就必须穿过这座桥。通常黏菌至多两个小时便可以成功吃到食物。当研究人员用黏菌讨厌的盐涂满这座桥时，黏菌却花了约10个小时才通过。
然而，当第二次让这个黏菌穿过涂满盐的桥时，它缩短到了8个小时。就这样，杜苏图尔团队将这个实验重复了五天之后，他们惊喜地发现此时这个黏菌过盐桥的速度已经和过普通桥的速度相差无几了。这说明，这个黏菌已经习惯了它曾经十分讨厌的盐的存在。
除了盐，咖啡因和奎宁也是黏菌讨厌的物质。研究人员也用这两种物质进行了相同的实验，实验结果显示：随着实验次数的增加，黏菌也逐渐适应了咖啡因和奎宁的存在，但是习惯了咖啡因的黏菌依旧讨厌奎宁，反之亦然。并且当已经习惯了咖啡因或者奎宁的黏菌休息几天不再接触这些物质之后，他们便又恢复了原样，又开始表现出对这些物质的回避。
杜苏图尔团队经过上述的几个实验已经初步证明了黏菌的学习能力，他们开始好奇，已经习惯了盐的存在的黏菌是否能够将自己的“学习经验”传授给其他黏菌。要知道，黏菌还有一个非常神奇的特性：当把一个黏菌一切两半时，它会变成两个独立的黏菌，就像分身术那样。你甚至可以将一坨黏菌分成数十、数百个小的黏菌。
这是因为我们已经提到过黏菌是一个有着很多个细胞核的单细胞生物，这意味着它含有很多份基因物质的备份拷贝，并且每一份都可以独立存在。
有了这个前提，杜苏图尔团队开始进行探究黏菌是否会“传授”习得的经验的实验。这次他们实验了几千只黏菌：一部分已经习惯了盐存在的黏菌，和一部分没有经过“学习”，仍然排斥盐的黏菌。他们发现，令这两种黏菌融合到一起约3小时之后，新形成的黏菌也不会再排斥盐了，就好像它们通过融合将“经验”传递了。这个实验证明了黏菌有交流信息的能力，更进一步说明了黏菌是存在智慧的。
但是黏菌之间传递信息的原理是什么呢？是向人类那样会写字画画，还是向海豚鲸鱼那样用声波，还是像蚂蚁那样用化学信号呢？杜苏图尔团队尝试将盐分直接注入了黏菌的脉络中，也就是像给电脑用u盘导入文件那样，直接为黏菌一键生成了“记忆”。结果表明，黏菌确实通过这种方式，很快地拥有了新的“记忆”，很快便能适应充满盐分的环境。而且黏菌是能够在食物不充分等恶劣条件下进行脱水休眠的。
杜苏图尔团队发现当一个体内仍保留着盐分、咖啡因或奎宁等原本不喜欢的物质的黏菌休眠一段时间之后再醒来，它仍然会保留着这种“记忆”，能够马上适应充满原本讨厌的物质的环境。但是让黏菌几天不接触盐、咖啡因或者奎宁等讨厌的物质，慢慢的它们体内的这些物质被代谢掉之后，它们便会忘记这种物质，再次遇到这些物质则重新变得和最初一样显示出躲避的行为。这些现象都能够说明黏菌可能是依靠体内物质的存在来记住这种物质的。
所以在“传授经验”的实验中，之所以有“记忆”的黏菌和无“记忆”的黏菌融合之后的新黏菌会有“记忆”，可能是因为新黏菌体内有了原本有“记忆”的黏菌体内的物质，直接拥有了对这种物质的“记忆”，能够马上适应有这种物质的环境。
来自慕尼黑工业大学的生物物理教授凯伦·阿利姆致力于研究生命运转的机制。
她通过观察巨型单细胞黏菌多头绒泡菌发现，这种黏菌的网状结构是由直径不等的交错管道组成，这些管道的直径会随着营养源的变化扩张或者收缩，从而在管径层次结构中留下营养物质位置的印记。她们观察到，当多头绒泡菌感知到附近有营养物质时，靠近营养物质的管道就会扩张，与此同时，远离营养物质的管道就会收缩甚至消失，然后，黏菌便向着管道扩张的方向蠕动，直至吞没掉营养物质。
黏菌研究员奥黛丽·杜苏图尔虽然未参与这项研究，但是这令她想起了蚂蚁的踪迹网络。觅食的蚂蚁找到食物后，会留下一条由化学物质构成的路线，以供其他蚂蚁跟随。当越来越多的蚂蚁都沿着这条路线走时，沉积的化学物质便会越来越多，从而会让更多的蚂蚁也走上相同的路线。但是凯伦·阿利姆提出，蚂蚁用于铺设路线的化学信号现在是已知的，但令黏菌管道扩张或收缩的信号尚未可知。
于是凯伦·阿利姆从理论上提出了一种机制：当黏菌接收到营养物质的刺激时，靠近营养物质一侧的管道会产生一种具有软化管道壁作用的化学物质，从而使管道能够扩张。并且这种化学物质能够随着细胞质的流动而在管道中传播，并且在传播过程中会由于距离而被逐渐稀释，也就是说，远离营养物质处的管道接收到的这种化学物质就会变得很少，便不会扩张。
由此，黏菌的脉络状结构便根据营养物质的位置，形成了一个“靠近营养物质的管道粗，远离营养物质的管道细或者消失”的“印记”，通过形成的这种脉络形状、粗细层次“记住”了营养物质的位置。
这样一来，当有更多的营养物质出现在已经形成的较粗的管道的附近的话，黏菌就已经准备好朝着那个方向迅速扩散了。但是这种对营养物质位置的“记忆”并非永久性的，当在完全不同方向出现新的营养物质时，黏菌靠近该方向的管道接受到新的刺激开始扩张，原有的管道粗细层次就会发生改变，开始形成新的脉络形状，也就是说，黏菌上次依靠形状和管道粗细而形成的，对营养物质位置“记忆”便被新的形状与管道粗细覆盖掉了。
尽管凯伦·阿利姆提出的理论中的化学物质还未被验明成分，但这也不失为未来的一个研究重点，并且可以利用类似的机制构建智能材料，应用到软体机器人的制造之中。经过一次次的实验，黏菌已经展现出了它的移动能力、融合能力、对食物的分辨能力、环境探测能力、学习能力、记忆能力等，让人发觉即便它是地球上结构最简单的生物体之一、即便它没有传统意义上的脑和神经，也不容小觑。
除了黏菌自身的智慧，它还为各个领域的科学家们提供了探索世界的灵感。在德国不来梅大学，汉斯-根德尔·德伯雷内教授的团队分析了黏菌的导向机制并构建了一个数学模型。他们运用离心机分离出了只有微米直径的迷你黏菌，并在显微镜下观察黏菌的脉络网系统的形成机制。德伯雷内教授观察发现，肿瘤的生长扩散也会构建出一个与黏菌类似的脉络网系统，因此，通过观察黏菌而构建出的数学模型可以很好地应用到肿瘤生长的研究之中。
他希望可以借此研究出能够抑制向肿瘤供血的血管发育的方法。
除此之外，英国南安普顿大学的克劳斯-彼得·扎纳开发了一种由多头绒泡菌控制的六足机器人。由于多头绒泡菌天生会避光，它控制机器人运动，使得机器人能够避开光线并寻找黑暗的地方隐藏自己。电影《黑衣人》中，当脑子打开，发现里边是一个小小的奇形怪状的外星人在操作着一个人类的躯体，也许有一天，黏菌虽然自己没有脑子，但它可能会成为机器人的“智脑”，让未来的机器人真正变得“智能”。
黏菌能够在地球上生活数亿年，它的智慧才刚刚被科学家们所揭示，就已经可以应用于各个领域的研究之中了，也许还有更大的惊喜在等着我们。