Dla niektórych stworzeń pole magnetyczne otaczające naszą planetę służy jako kompas do nawigacji lub orientacji.
Ptaki wędrowne, żółwie morskie i niektóre rodzaje bakterii zaliczane są do gatunków dzięki temu wbudowanemu systemowi nawigacji. Ale co z ludźmi? Według nowych badań ludzie mogą również wyczuwać pole magnetyczne Ziemi.
Nowe badanie, opublikowane dzisiaj (18 marca) w czasopiśmie eNeuro, dostarcza pierwszych bezpośrednich dowodów ze skanów mózgu, że ludzie mogą to zrobić, prawdopodobnie poprzez cząsteczki magnetyczne rozproszone po mózgu.
Zdolność do wykrycia pola magnetycznego, zwanego magnetorecepcją, po raz pierwszy zasugerowano, że istnieje u ludzi w latach 80. Ale kolejne badania mózgu, od lat 90., nie znalazły dowodów na tę zdolność.
Ale mając dostęp do nowych technik analizy danych, międzynarodowa grupa naukowców postanowiła spojrzeć jeszcze raz.
Manipulowanie polem magnetycznym
Aby zbadać, czy ludzie potrafią wyczuć pole magnetyczne, 34 dorosłych poproszono o siedzenie w ciemnej komorze testowej ozdobionej dużymi, kwadratowymi cewkami. Prąd elektryczny przepływał przez te cewki, zmieniając pole magnetyczne w komorze…
Intensywność tego pola magnetycznego była prawie taka sama jak otaczająca naszą planetę, powiedziała główna autorka badań Connie Wang, doktorantka z California Institute of Technology. Dla porównania, jest około 100 000 razy słabszy niż te stworzone przez maszyny do rezonansu magnetycznego, zauważył Wang.
Uczestnikom powiedziano, aby się zrelaksowali i zamknęli oczy, podczas gdy badacze manipulowali otaczającym ich polem magnetycznym. Podczas eksperymentu maszyny elektroencefalogramu (EEG) zmierzyły rodzaj fali mózgowej zwanej falą alfa. Wiadomo, że fale alfa zmniejszają amplitudę, gdy mózg odbiera sygnał, niezależnie od tego, czy jest to wzrok, dźwięk ... czy coś magnetycznego.
Mózg reaguje
Spośród 34 uczestników skany mózgu czterech osób wykazały silne reakcje na jedną zmianę pola magnetycznego: przesunięcie z północnego wschodu na północny zachód. To przesunięcie byłoby takie samo, jak osoba spoza komory szybko przesuwająca głowę z lewej na prawą, z tym wyjątkiem, że głowa porusza się raczej przez statyczne pole magnetyczne niż pole wokół niego.
U czterech osób amplituda fal mózgowych alfa spadła nawet o 60 procent. Ale zareagowali tylko wtedy, gdy pole przesunęło się z północnego wschodu na północny zachód - nie w przeciwnym kierunku.
„Tak naprawdę nie spodziewaliśmy się asymetrycznej reakcji” - powiedział Wang dla Live Science. Choć nie jest jasne, dlaczego tak się stało, badacze uważają, że może to być coś wyjątkowego dla poszczególnych osób, tak jak niektórzy ludzie są praworęczni, a niektórzy leworęczni.
Kilku uczestników miało również silną reakcję na inny zestaw eksperymentów, które zmieniły nachylenie pola, co miałoby miejsce, gdybyś podróżował między półkulą północną i południową.
Aby upewnić się, że wyniki nie były przypadkowe, respondenci badania zostali ponownie przetestowani kilka tygodni później - i wyniki były prawdziwe. Stuart Gilder, profesor geofizyki na Uniwersytecie Ludwiga Maximiliana w Monachium, który nie był częścią nowego badania, powiedział, że powtarzające się ustalenia sprawiły, że badanie było przekonujące.
Gilder powiedział, że nie uważa odkrycia, że większość ludzi nie może wyczuć pola magnetycznego jako liczby w porównaniu z badaniem, ponieważ zdolność ta może być różnie wyrażana w różnych mózgach. „Niektórzy ludzie są naprawdę dobrzy w sztuce, a niektórzy są naprawdę dobrzy w matematyce”, powiedział Gilder Live Science. Organy nie muszą „zachowywać się ani reagować w ten sam sposób”.
Zauważył, że w badaniu pojawiają się dodatkowe pytania. Na przykład, jak ludzie postrzegaliby to pole, gdyby leżeli lub pole magnetyczne poruszało się wolniej?
Starożytna nawigacja
Nie jest jasne, dlaczego niektórzy ludzie wydają się być zdolni do magnetorecepcji, ale teoretycznie umiejętność ta może pomóc w orientacji lub być pozostałością zdolności, która ewoluowała wcześnie, aby pomóc stworzeniom - nawet starożytnym łowcom-zbieraczom - nawigować. „Wiele zwierząt korzysta z pola magnetycznego Ziemi do nawigacji”, powiedział Wang dla Live Science. „Istnieje tak szeroka gama stworzeń, które mają takie poczucie, że uważamy, że ludzie mają przynajmniej resztki tego zmysłu, nawet jeśli nie używamy go już tak często w naszym codziennym życiu”.
Pozostaje wiele pytań dotyczących magnetorecepcji w ogóle, takich jak sposób jej działania. Rzeczywiście, naukowcy odkryli, jak działa magnetorecepcja tylko w jednym typie stworzenia: rodzaju bakterii zwanych bakteriami magnetotaktycznymi. Mikroby te migrują wzdłuż linii pola magnetycznego naszej planety za pomocą cząstek magnetycznych zwanych magnetytem (Fe3O4).
Wiadomo, że te cząstki magnetytu istnieją w ludzkim mózgu od dziesięcioleci - i po raz pierwszy zostały odnalezione przez Josepha Kirschvinka, profesora geobiologii w Caltech, który jest starszym autorem nowego badania.
Co więcej, badanie opublikowane w sierpniu 2018 r. W czasopiśmie Scientific Reports z grupy Gilder wykazało, że te cząstki magnetyczne zostały rozproszone w ludzkim mózgu. Ich powszechna obecność w mózgu sugeruje, że cząsteczki prawdopodobnie służą jakimś biologicznym celom, podsumowali autorzy tego badania.
Uwaga edytora: artykuł został zaktualizowany 19 marca, aby wyjaśnić, że cząsteczki magnetyczne nie ograniczają się do „mózgu” w mikrobach. Bakterie zazwyczaj składają się z pojedynczych komórek, więc nie mają mózgu.
