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像人类一样的其他动物-可能会感知地球的磁场

2019-04-04 14:59:02 资讯140℃

  像人类一样的其他动物 - 可能会感知地球的磁场

  今天发表的一项研究提供了一些最好的证据,表明人类和许多其他生物一样,可以感知地球的磁场。但它并没有解决围绕这个有争议的想法几十年来围绕的其他问题:如果我们确实有潜意识的磁感,它是否会影响我们的行为?如作者所认为的,它是由我们大脑中的铁矿物质产生的吗?

  “我认为这篇论文会引起轰动,”英国牛津大学的物理化学家彼得霍尔说。但是,他补充道,“独立复制至关重要。”

  各种各样的物种 - 细菌,蜗牛,青蛙,龙虾 - 似乎可以探测到地球的磁场,而一些动物,如候鸟,依靠它来进行导航。但是对人类感觉的测试一直很棘手。 20世纪70年代的实验要求被蒙住眼睛的参与者在旋转或远离家乡后指向一个主要方向会产生不一致的结果。

  位于帕萨迪纳的加州理工学院(加州理工学院)的生物物理学家Joe Kirschvink是该搜索的老手。使用脑电图(EEG),他的团队记录了头皮上电极的大脑活动,以寻找对高度等于地球强度的高度控制磁场变化的一些反应。

  在实验中,34名参与者中的每一个都静静地坐在一个黑暗的铝盒子里,以防止电磁噪声,如无线电波。通过改变穿过线圈的线圈的电流,研究人员创造了一个向下倾斜的磁场,就像地球在北半球中纬度地区一样。然后他们旋转了田地,就像一个人转过头一样。

  在2002年发表的一项不同设计的脑电图研究中,其他研究人员未能发现任何大脑对不断变化的领域的反应。 Kirschvink说,当时使用的数据分析技术不足以检测效果。这项发表在eNeuro上的新研究发现,旋转场有时会引起α频率波的显着下降,这是典型的大脑清醒但静止时。许多脑电图研究使用α来跟踪对视觉信息的反应,加州大学圣塔芭芭拉分校的神经科学家玛丽麦克莱恩说,他没有参与这项工作。她说,α的变化“通常是人们从事感官处理程度的一个很好的指标。”

  加州理工学院的另一名成员认知神经科学家Shinsuke Shimojo表示,不到三分之一的参与者表现出这种影响,这可能表明遗传因素或过去的经历会影响一个人对磁场的敏感性。神秘的是,只有当场地逆时针旋转时才会发生变化。

  德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学的地球物理学家斯图尔特吉尔德说:“他们展示的内容非常令人兴奋,而且看起来很强大。”但他补充说,结果需要进行后续测试,例如测量不同的场强和旋转速度如何影响大脑活动。

  巴黎索邦大学的生物学家玛格丽特艾哈迈德说:“我对此并不感到惊讶。”他指出,已知磁场会影响人类和其他哺乳动物细胞。 “在存在磁场的情况下,细胞中存在某种不同的东西,”她说。 “我们在人类胚胎肾细胞中看到了这种效应;你不会让我相信脑细胞的影响具有更大或更小的意义。“

  科学家说,加州理工学院的团队还远未解释磁感应是如何可能的。麦克莱恩说:“我确信大脑中的某些东西会以特定的方式响应磁场。” “我只是不知道......真正代表的是什么机制。”

  磁吸收的机制仅适用于某些细菌,这些细菌含有与地球磁场对齐的磁铁矿晶体。鸟喙和鱼嘴也含有磁铁矿,人脑也是如此。吉尔德和他的同事最近发现它最集中在较低的,进化上古老的区域 - 脑干和小脑。但没有人确定所提出的含有磁铁矿的感觉细胞。

  其他研究小组认为,视网膜中的一种叫做隐花色素的蛋白质可以感知入射光,也可以响应磁场。但Kirschvink的团队认为其新的结果有利于磁铁矿。当他们将磁场反转为向上指向时,其旋转不再引起大脑活动的变化。

   像指南针一样,磁铁矿响应场的方向,而隐花色素对极性相反的场的响应相同。

  “如果结果是真实的,我认为可以排除隐花色素作为人类这些效应的来源,”Hore说,尽管它可能在其他动物身上发挥作用。

  但脑波的变化是否只是“感觉”的证据?有些人不相信。加州大学欧文分校的生物物理学家托尔斯滕丽兹说:“如果我......把头伸进微波炉并打开它,我会看到对脑电波的影响。” “这并不意味着我们有微波感。”

  Ritz说,更有说服力的证据就是大脑实际上以影响行为的方式处理磁信息。上个月在PLOS ONE上发表的韩国研究小组的一项研究引起了他的兴趣,该研究发现,在没有视觉或听觉暗示的情况下,禁食约20小时的男性有时会朝着他们之前的方向定位自己。与食物有关。

  Kirschvink的团队正在进行实验,旨在发现磁感的微妙后果 - 例如,操纵磁场以偏向一个人在主要方向上的最佳猜测。 “这真的会超级确定人类拥有完整的磁感应系统,”加州理工学院神经科学研究生康妮·王说,他是新论文的第一作者。该团队还想测试精心训练是否会将磁感引入意识。

  Kirschvink说,如果人类确实使用基于磁铁矿的传感器,还有其他需要考虑的问题,例如航空耳机中的磁铁是否会损害飞行员的方向感,以及MRI机器产生的强磁场是否会以某种方式改变我们的磁铁矿。

  三年前,Kirschvink在英国皇家航海学会的一次会议上预览了这些结果,该会在埃格姆每三年举行一次会议。 4月12日,在社会的下一次会议上,他将采取行动,向持怀疑态度的听众捍卫他的想法,掌握数据。 “我们将会有一个有趣的会议,”他说。

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