蚂蚁为完全变态的社会性昆虫，是研究昆虫脑发育和脑内神经递质的优良模式昆虫。本文采用BrdU掺入技术、CP包埋切片技术及5-HT/TPH相邻切片共标技术，研究了日本弓背蚁脑结构和5-HT能神经元胚后发育变化。结果发现，脑神经发生在幼虫期和预蛹期最快，除蕈形体外的其它脑区的细胞增殖活性在蛹前期迅速丧失。胚后发育过程中，最先在幼虫期出现的是视叶和中央体，特别是视叶增殖细胞在预蛹期多达1300个；蕈形体和嗅叶前体直到预蛹期才开始出现，且蕈形体肯氏细胞的增殖活性持续到蛹中期；各不同功能髓区的体积直到成虫期仍然显著增加，这说明年龄变化和任务分工的增加继续影响脑发育的成熟。此外，本文还比较了完全变态昆虫和不完全变态昆虫脑发育时空模式的异同点和相同的发育机制。5-HT/TPH相邻切片免疫共标结果表明：蚂蚁脑内存在免疫反应强、弱显著不同的两种类型的5-HT能神经元，分别命名为SINs和WINs细胞。前者的胞体和轴突具有强的5-HT-和TPH-IR，主要分布在前脑的后中部、视叶、中脑和咽节，其数目和胞体直径随发育而增加。WINs的胞体显示弱或极弱的5-HT-IR和强的TPH-IR，这些日本弓背蚁脑内首次发现的WIN是胞体蛹期开始出现，主要分布在前脑蕈形体侧冠的前方（ALCa群）和前脑的前中部两侧（AMP群）。WINs胞体多数邻近神经束膜，小而圆，无突起，只有ALCa内的少量大细胞具有长的轴突。5-HT在脊椎动物和无脊椎动物体内以神经递质、神经调质和神经激素的形式调节神经活动和行为。结合SINs和WINs神经元的形态特征、合成位点含量的多寡及其介导的信息传递模式三者之间的联系，推测不同形态类型的功能细胞内的5-HT可能行使不同的生理作用：大的具有投射的SINs胞体内5-HT多以神经递质的形式发挥作用；小的无突起且邻近神经束膜的WINs胞体内5-HT很可能被释放出来穿过血脑屏障到达血淋巴，以神经激素的形式发挥作用；大的具有长投射的WINs胞体内5-HT很可能被释放到轴突末端，作用于邻近的神经元或较远端的效应细胞，以神经调质的形式发挥作用。