研究人员利用3D红外摄像机追踪蚊子在被试者（人类）周围的飞行行为，收集了约2000万个数据点，并开发了一个数学模型来预测雌性蚊子（埃及伊蚊，也是黄热病媒介）如何定位并接近人类以获取血餐。关键发现包括： - 单独黑色物体：只有当蚊子已经向其飞去时，才会对该物体产生反应；到达后通常不会停留。
- 单独白色物体+二氧化碳：蚊子能在近距离定位，但数量有限且呈“犹豫-接近”模式。
- 黑色物体+二氧化碳：产生强烈的协同效应——蚊子在大范围内聚集，在目标周围持续盘旋，并尝试吸血。
- 人体实验：蚊子（埃及伊蚊）倾向于在头部和肩部周围聚集（与视觉目标特征（深色衣物+呼吸产生的二氧化碳羽流）相对应）。该研究为改进诱捕控制装置（间歇性激活而非持续释放二氧化碳）提供了数据支持。
研究方法与核心发现实验装置- 3D红外摄像机：在受控室内追踪蚊子（埃及伊蚊）的运动（位置、速度、加速度）。
- 刺激物（独立变量）：
- 视觉目标：黑色球体 vs. 白色球体 vs. 人类被试者（穿着不同颜色衣物）。
- 二氧化碳（CO₂）：存在 vs. 不存在（通过干冰或钢瓶释放）。
- 数据分析：贝叶斯动态系统学习算法（识别决策规则）。
各实验条件下的蚊子行为| 实验条件 | 飞行行为 | 停留/觅食行为 | 机制 |
|---|
| 黑色球体（单独） | 蚊子只有在已经飞向物体时才会对其起反应。 | 到达后很快离开（无持续停留）。 | 视觉目标在近距离被处理；缺乏化学线索（二氧化碳）导致停驻信号不足。 | | 白色球体 + 二氧化碳 | 在近距离定位，但聚集数量有限；蚊子会表现出“犹豫-接近”式的近源飞行。 | 间歇性着陆；总体停留时间低。 | 二氧化碳在中距离吸引蚊子；白色目标与背景对比度低（视觉提示较弱）。 | | 黑色球体 + 二氧化碳 | 在远距离被吸引，飞行定向于目标，大量聚集。 | 长时间停留并尝试吸血（口器探查）。 | 二氧化碳提供“羽流追踪”（远距离吸引）；黑色目标提供高对比度信号，协助在目标上方维持盘旋位置（着陆定位）。 | | 人类被试者（深色衣物 + 呼吸产生二氧化碳） | 围绕头部和肩部聚集（可看到明显的盘旋轨迹）。 | 在深色衣物区域着陆（头部、肩部）。 | 呼吸产生的二氧化碳 + 头发/深色衣物的光学信号形成协同效应。 | | 人类被试者（浅色衣物） | 聚集数量减少。 | 着陆较少。 | 视觉对比度低，减弱协同效应。 |
数学建模的主要结果- 贝叶斯动态系统可以预测个体蚊子的飞行轨迹和方向（由视觉角速度+二氧化碳浓度梯度趋化共同驱动）。
- 模型确认：即使蚊子种群密度较高，蚊群聚集也是由于个体对相同刺激做出独立反应（而非跟随）的结果（类似于人群拥挤进入同一个酒吧，而非“从众”）。
对蚊媒控制的影响该研究为改进诱捕控制装置提供了数据支持。例如，诱捕器可以设计为间歇性激活二氧化碳释放，以模拟人类呼吸的脉冲模式，同时结合高对比度的黑色视觉目标，从而更有效地吸引和捕获蚊子。此外，了解蚊子对深色衣物的偏好，有助于公众在蚊媒疾病高发区选择浅色衣物以减少叮咬风险。 (责任编辑：泉水) |