地球的磁场很微弱,但是从鸟类和蜜蜂到龙虾和细菌的生物已经被证明可以检测到它的暗沉。现在,寻找半个世纪之后,科学家们报道,在在杂志eNeuro,最有说服力的证据还表明人类,也分享这种能力。
磁性感受的神秘之处,就像它所说的那样,比比皆是。全球候鸟和海龟有一个内置指南针是有道理的,但是为什么奶牛在放牧时可能需要一个人沿着磁力线定向他们的身体,或者在排便时让狗指向北方或南方,这是不太明显的。
人类可能有一个内部指南针的第一个暗示来自英国曼彻斯特大学的罗宾贝克的研究。1980年,他报告说,如果他蒙住学生并将他们带出城外,他们几乎总能指向他们起点的象限,但是如果将磁棒绑在他们的头上,他们就失去了这种能力。然而,随后尝试复制这些发现失败了。
当时在美国普林斯顿大学的生物物理学家Joe Kirschvink是一个人,他的复制实验在20世纪80年代失败了。但是三十年后,现在在加州理工学院,他和同事提出了一种更好的方法来测试人类是否有内部指南针。
他没有要求他的受试者对磁场的变化做出有意识的行为反应,而是决定直接询问他们的大脑。
为此,他的团队操纵了一个高科技金属电池。暗室被薄铝板覆盖,以保护坐在里面的人免受外部电磁信号的影响。衬在细胞内的一系列电线圈使人暴露于定制磁场,并且连接到脑电图(EEG)机器的带有64个电极的帽盖记录脑电波。
该团队正在寻找的是一些迹象,表明当磁场发生变化时,大脑正在忙着“处理”某些东西。
远离智能手机的砰砰声和闪光,甚至是一个人的脖子上温暖的夏日微风,大脑也会陷入同步活动的模式,即阿尔法波。
“当大脑接受刺激,如声音或嗅觉时,大脑中的某些部分会跳出这种嗡嗡声并开始担心正在发生的事情,”Kirschvink说。
“这是一种跨越很多不同感官的反应,所以我们说,'好吧,让我们试着看看是否感觉到磁感'。”
果然,当人们受到旋转的磁场时,就好像他们已经在椅子上旋转了90度一样,他们大脑中的阿尔法波浪也在下降。正在招募神经元以“感知”磁场的变化。
奇怪的是,旋转的影响只发生在垂直磁场 - 它告诉我们与磁北相关的位置 - 向下指向,就像它在北半球一样。如果翻转场以模仿南半球的磁场,那么大脑反应就会消失。
根据Kirschvink的说法,这是因为该研究的所有34名参与者都是在北半球长大的。如果输入对大脑对其周围环境的了解没有意义,那就无视它。
实验还揭示了身体如何感知磁场。
一种理论认为它们引发了隐色素中的量子化学反应 - 在眼睛视网膜中发现的蛋白质。Kirschvink认为的另一个观点认为,含有微小分子条磁铁的受体细胞 - 很可能是由称为磁铁矿的铁矿物质 - 引发脑细胞反应。
这项工作排除了量子指南针。
“量子罗盘无法将一个从南到北的场地告诉他们。所以这不是量子指南针,“他说。
但磁铁矿受体的位置 - 如果它们存在 - 是一个谜。Kirschvink认为它可能位于头部周围的三叉神经大的某处,但需要进一步研究以确定这种预感。
“如果它是正确的那么我认为这非常重要,”英国牛津大学的Peter Hore说。但是,他补充说,独立验证是必要的。
“我的印象是[实验]已经非常非常仔细地完成了,但是这个动物磁感应研究领域已经充满了其他人无法重复的结果,所以我也不会这样做对此感到兴奋,直到其他人独立复制这些测量并发现同样的事情。“
Kirschvink和他的同事欢迎仔细审查。
加州理工学院的共同作者艾萨克·希尔伯恩说:“这个结果需要重现,需要其他实验室小组来复制。”
该团队还热衷于了解来自南半球或赤道地区的人们如何应对不断变化的领域。这有助于揭示每个人是否能够感知地球的磁场,以及是否有人能够在意识层面上这样做。