Mágneses iránytű van a fejedben?
Lightspring / Shutterstock.com

Van-e az embereknek mágneses érzékük? A biológusok tudják más állatok igen. Úgy gondolják, hogy segít a lényeknek, beleértve a méheket, a teknősöket és a madarakat eligazodni a világban.

A tudósok megpróbálták megvizsgálni, hogy az emberek bekerülnek-e a mágnesesen érzékeny szervezetek listájába. Évtizedek óta oda-vissza járnak pozitív jelentések és a elmulasztás bizonyítani a vonás az emberekben, azzal végtelennek tűnő vita.

A vegyes eredmények az emberekben annak tudhatók be, hogy gyakorlatilag minden korábbi tanulmány a résztvevők magatartási döntéseire támaszkodott. Ha az emberek valóban rendelkeznek mágneses érzékkel, a napi tapasztalatok azt sugallják, hogy ez nagyon gyenge vagy mélyen tudatalatti lenne. Az ilyen halvány benyomásokat könnyen félre lehet értelmezni - vagy egyszerűen el lehet hagyni -, amikor megpróbálunk döntéseket hozni.

Tehát kutatócsoportunk - beleértve a geofizikai biológusEgy kognitív idegtudós és egy idegmérnök - újabb megközelítést alkalmazott. Mit találtunk vitathatatlanul az első konkrét idegtudományi anyagot nyújtja bizonyíték arra, hogy az embereknek van geomágneses érzékük.

Hogyan működik a biológiai geomágneses érzék?

A Földet mágneses mező veszi körül, amelyet a bolygó folyékony magjának mozgása generál. Ezért mutat egy mágneses iránytű északra. A Föld felszínén ez a mágneses mező meglehetősen gyenge, körülbelül 100-szor gyengébb mint egy hűtőmágnesé.

Az élet a Földön ki van téve a bolygó mindig jelen lévő geomágneses mezőjének (van-e mágneses iránytű a fejében?)A földi élet ki van téve a bolygó állandóan jelenlévő geomágneses mezőjének, amely intenzitása és iránya a bolygó felszínén változik. Nasky / Shutterstock.com


belső feliratkozási grafika


Körülbelül az elmúlt 50 évben a tudósok kimutatták, hogy a baktérium szinte minden ágában több száz szervezet, protiszták és az állatvilágok képesek felismerni és reagálni erre a geomágneses mezőre. Néhány állatnál - mint például a mézelő méhek - a geomágneses viselkedési válaszok olyan erősek, mint a válaszok fényre, szagra vagy érintésre. A biológusok erőteljes válaszokat azonosítottak gerincesekben a hal, kétéltűek, hüllők, számos madár és sokféle emlős, köztük bálnák, rágcsálók, denevérek, tehenek és a kutyák - amelyek közül az utolsó betanítható egy rejtett rúdmágnes megtalálására. Mindezekben az esetekben az állatok a geomágneses mezőt használják az otthoni és navigációs képességeik összetevőihez, valamint más jelekhez, például a látáshoz, a szagláshoz és a halláshoz.

A szkeptikusok elutasították ezekre a válaszokra vonatkozó korai jelentéseket, nagyrészt azért, mert úgy tűnt, nem létezik olyan biofizikai mechanizmus, amely képes lenne a Föld gyenge geomágneses mezőjét erős idegi jelekké alakítani. Ezt a nézetet drámai módon megváltoztatta a felfedezés, hogy az élő sejtek megvan a képesség valamire nanokristályokat építenek a ferromágneses ásványi magnetit - alapvetően apró vasmágnesek. A magnetit biogén kristályai először a puhatestűek egyik csoportjának fogaiban, később baktériumok, majd számos más organizmusban, a protisztáktól és az állatoktól, például rovaroktól, halaktól és emlősöktől kezdve, beleértve az emberi agy szöveteit is.

Ennek ellenére a tudósok nem tekintették az embert mágnesesen érzékeny organizmusnak.

A mágneses mező manipulálása

Új tanulmányunkban 34 résztvevőt kértünk meg, hogy egyszerűen üljenek be a tesztkamránkba, miközben elektroencefalográfiával (EEG) közvetlenül rögzítettük az agyukban az elektromos aktivitást. A módosított Faraday ketrec 3 tengelyes tekercseket tartalmazott, amelyek segítségével a vezetékein keresztül vezetett elektromos áram révén nagy egyenletességű vezérelt mágneses mezőket hozhatunk létre. Mivel az északi félteke közepes szélességi körzetében élünk, laboratóriumunkban a környezeti mágneses mező vízszintestől körülbelül 60 fokkal észak felé süllyed.

A normális életben, amikor valaki elfordítja a fejét - mondjuk, fel-le bólogatva vagy fejet balról jobbra fordítva -, a geomágneses mező iránya (amely az űrben állandó marad) elmozdul a koponyájához képest. Ez nem meglepő az alany agya számára, mivel az izmokat elsősorban arra irányította, hogy a megfelelő módon mozgassák a fejet.

A vizsgálat résztvevői a kísérleti kamrában ültek észak felé (van -e mágneses iránytű a fejében?)A vizsgálat résztvevői a kísérleti kamrában észak felé fordultak, míg a lefelé mutató mező északnyugatról északkeletre az óramutató járásával megegyező irányban (kék nyíl) vagy északkelet felől északnyugat felé fordult (piros nyíl). Mágneses mező laboratórium, Caltech, CC BY-ND

Kísérleti kamránkban a mágneses teret némán mozgathatjuk az agyhoz képest, de anélkül, hogy az agy bármilyen jelet indítana a fej mozgatására. Ez hasonlítható azokhoz a helyzetekhez, amikor valaki más passzívan forgatja a fejét vagy a csomagtartóját, vagy amikor Ön egy forgó járműben ül. Ezekben az esetekben azonban a tested továbbra is regisztrálja a vestibularis jeleket az űrben elfoglalt helyzetéről, a mágneses tér változásával együtt - ezzel szemben a kísérleti stimulációnk csak mágneses téreltolódás volt. Amikor eltoltuk a kamrában a mágneses teret, résztvevőink nem tapasztaltak nyilvánvaló érzéseket.

Az EEG-adatok viszont feltárták, hogy bizonyos mágneses mezők forgása erős és reprodukálható agyreakciókat válthat ki. A meglévő kutatásokból ismert egyik EEG-minta, az úgynevezett alfa-ERD (eseményekhez kapcsolódó deszinkronizáció) általában akkor jelenik meg, amikor az ember hirtelen észleli és feldolgozza az érzékszervi ingert. Az agyakat „foglalkoztatta” a mágneses mező irányának váratlan változása, és ez kiváltotta az alfa-hullámcsökkenést. Az, hogy ilyen alfa-ERD mintákat láttunk az egyszerű mágneses forgásokra reagálva, erőteljes bizonyíték az emberi magnetorecepcióra.

A videó az alfa hullám amplitúdójának drámai, széles körű csökkenését mutatja:

{youtube}6Y4S2eG9BJA{/youtube}
A videó az alfa hullám amplitúdójának drámai, széles körű csökkenését mutatja (mélykék szín a bal szélső fejen) az óramutató járásával ellentétes irányú forgatásokat követően. Az óramutató járásával megegyező irányú forgatás vagy rögzített állapotban nincs csökkenés. Connie Wang, Caltech

Résztvevőink agya csak akkor reagált, amikor a mező függőleges komponense lefelé mutatott körülbelül 60 fokban (miközben vízszintesen forgott), ahogy ez természetesen itt, Kaliforniában, Pasadenában történik. Nem reagáltak a mágneses mező természetellenes irányaira - például amikor felfelé mutatott. Javasoljuk, hogy a válasz a természetes ingerekre hangolódjon, tükrözve a biológiai mechanizmust, amelyet a természetes szelekció alakított ki.

Más kutatók kimutatták, hogy az állatok agya kiszűri a mágneses jeleket, csak azokra reagál, amelyek környezeti szempontból relevánsak. Van értelme elutasítani minden olyan mágneses jelet, amely túlságosan távol áll a természeti értékektől, mert nagy valószínűséggel mágneses rendellenességből származik - például egy világítási sztrájkból vagy például a földbe kerülő lerakódásból. A madarakról szóló egyik korai jelentés kimutatta, hogy a vörösbegyek abbahagyják a geomágneses mező használatát, ha az erősség nagyobb, mint kb 25 százalékkal különbözik attól, amit megszoktak. Lehetséges, hogy ez a tendencia lehet az oka annak, hogy a korábbi kutatóknak gondjai voltak ennek a mágneses érzéknek az azonosításával - ha mégis forgatta a mágneses tér erősségét „segíteni” az alanyok észlelésében, ehelyett biztosíthatták volna, hogy az alanyok agya figyelmen kívül hagyja.

Ezenkívül kísérletsorozatunk azt mutatja, hogy a receptor mechanizmusa - az emberek biológiai magnetométere - nem elektromos indukció, és délről északra meg tudja mondani. Ez utóbbi tulajdonság teljesen kizárja az ún „Kvantum iránytű” vagy „kriptokróm” mechanizmus, amely manapság népszerű a magnetorecepció állat-irodalmában. Eredményeink csak a funkcionális magnetoreceptor sejtekkel állnak összhangban biológiai magnetit hipotézis. Ne feledje, hogy egy magnetit alapú rendszer meg is magyarázhatja a madarak összes viselkedési hatása ami elősegítette a kvantumtűz hipotézisének emelkedését.

Az agy tudattalanul regisztrálja a mágneses eltolódásokat

Résztvevőink nem voltak tisztában a mágneses tér elmozdulásaival és az agyuk válaszaival. Úgy érezték, hogy semmi sem történt az egész kísérlet során - csak egy órán át egyedül ültek sötét csendben. Alatta azonban agyuk sokféle különbséget tárt fel. Egyes agyak szinte semmilyen reakciót nem mutattak, míg más agyak alfa hullámai normális méretük felére zsugorodtak egy mágneses tér eltolódása után.

Továbbra is kiderül, hogy ezek a rejtett reakciók mit jelenthetnek az emberi viselkedési képességek szempontjából. A gyenge és erős agyi válaszok tükröznek -e valamilyen egyéni különbséget a navigációs képességben? A gyengébb agyválaszúak részesülhetnek -e valamilyen edzésből? Meg lehet-e képezni az erős agyi válaszokkal rendelkezőket arra, hogy valóban megérezzék a mágneses teret?

Meglepőnek tűnhet az emberi válasz a Föld erősségű mágneses mezőire. De tekintettel az állati őseink mágneses érzetére vonatkozó bizonyítékokra, meglepőbb lehet, ha az emberek teljesen elvesztették a rendszer utolsó részét. Eddig bizonyítékokat találtunk arra, hogy az emberek működő mágneses érzékelőkkel jeleket küldenek az agyba - ez egy ismeretlen érzékszervi képesség a tudatalatti emberi elmében. Mágneses örökségünk teljes kiterjedése még feltárásra vár.A beszélgetés

A szerzőkről

Shinsuke Shimojo, Gertrude Baltimore kísérleti pszichológia professzor, California Institute of Technology; Daw-An Wu, California Institute of Technologyés Joseph Kirschvink, Nico és Marilyn Van Wingen geobiológiai professzor, California Institute of Technology

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon