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远古的导航能力:人类大脑也能感觉到地球磁场

 更新时间:2019-03-25 责任编辑:佚名来源:网络 猎奇指数 :

据国外媒体报道,对一些生物来说,地球磁场就像指南针一样,可以帮它们判断方向。候鸟、海龟和特定种类的细菌都属于拥有“内置导航系统”的物种。那么人类呢?据一项新研究指出,人类也能感觉到地球磁场。

研究显示,人类或许能通过分布在大脑各处的磁性粒子感知地球磁场的存在。此次新研究通过大脑扫描,首次为这一结论提供了直接证据。

能够察觉到磁场的能力名叫“磁感能力”(magnetoreception)。认为人类可能有这种能力的观点最早提出于上世纪80年代。但自90年代之后,对大脑的后续研究并未发现人类拥有该能力的证据,不过,一支国际研究团队决定利用新数据分析技术,对这个问题再做一番分析。

改变磁场

为研究人类究竟能否感觉到磁场的存在,研究人员要求34名受试者坐在一间测试暗室中,四周围绕着大型方形线圈。电流从这些线圈中通过,便可改变测试室中的磁场,该研究主要作者、加州理工学院博士生Connie Wang指出,该磁场强度与地球磁场差不多,约为核磁共振机器产生的磁场的10万分之一。

研究人员让受试者们闭上眼睛、放松身体,然后对他们周围的磁场进行调整。在实验期间,他们利用脑电图机器,对一类名叫阿尔法波的脑电波进行记录。科学家知道,一旦大脑接收到某个信号,无论是视觉、听觉、还是磁性信号,阿尔法波的振幅都会随之减小。

大脑反应

在34名受试者中,有四名受试者的大脑扫描结果显示对其中一次磁场变化产生了强烈反应。这次变化为磁场方向从东北变为西北。如果在测试室外的人快速将头从左转向右,磁场的方向也会相对变化,只不过是头相对静态磁场移动,而不是磁场本身在移动。

这四名受试者大脑中的阿尔法波振幅减少了近60%。但只有当磁场方向从东北变为西北时,才会出现这种反应,其它方向都不行。

“我们并未预料到这种不对称反应。”Wang表示。虽然还不清楚为何会出现这种现象,但研究人员认为,这种反应可能因人而异,就像有些人是右撇子、有些人是左撇子一样,有些受试者在磁场倾斜度改变时、也产生了强烈反应。当你从北半球前往南半球时,也会经历这种磁场变化。

为确保这些实验结果并非偶然所致,受试者们在几周后又接受了一次测试,而结果依然如此。慕尼黑大学地球物理学教授斯图尔特•吉尔德(Stuart Gilder,他并未参与此次研究)表示,重复的实验结果使此次研究具有了说服力。

吉尔德称,他并不认为“大多数人都无法察觉到磁场的存在”这一研究发现与此次研究相悖,因为不同大脑对该能力的表现方式可能有所不同。“就像有些人擅长艺术、有些人擅长数学一样。不同人的器官的表现或反应不一定非要完全相同。”

不过,此次研究的确引发了一些问题。比如说,如果人们躺下来、或者磁场运动的速度减慢,他们会如何感知磁场的存在呢?

远古导航能力

目前还不清楚为何有些人似乎具有磁感能力,不过从理论上来说,这种能力的确能帮助人们判断方向或找路。“许多动物都会利用地球磁场来定向和找路。”Wang指出,“既然多种生物都有这种能力,我们认为人类至少也保留了一部分这种能力,虽然我们在日常生活中已经不怎么用得着它了。”

此外,还有许多关于磁感能力的问题尚未得到解答,如它的运作机制等等。科学家目前只弄清了一种生物磁感能力的运作机制,即所谓的趋磁生物(magnetotactic bacteria)。这些微生物可利用其大脑中的磁铁粒子(Fe3O4),沿着地球磁感线移动。

早在几十年前,加州理工学院的地球生物学教授、此次新研究的高级作者约瑟夫•柯什文克(Joseph Kirschvink)就已经发现,人脑中也存在这种磁铁粒子。不仅如此,吉尔德的团队在2018年8月发表的一项研究还发现,这些磁铁粒子在人脑各处都有分布。该研究作者总结道,磁铁粒子在人脑中广泛存在,说明其可能有一定的生物学功能。

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