Menschliche Wesen haben einen magnetischen Sinn? Biologen kennen andere Tiere. Sie denken, es hilft Kreaturen wie Bienen, Schildkröten und Vögel durch die Welt navigieren.
Wissenschaftler haben versucht, zu untersuchen, ob Menschen gehören auf die Liste der magnetisch empfindlichen Organismen. Seit Jahrzehnten gab es ein hin-und-her zwischen positiven Berichte und Fehler zu zeigen, die Eigenschaft, in Menschen, mit scheinbar endlosen Kontroverse.
Die gemischte Ergebnisse in den Menschen können aufgrund der Tatsache, dass praktisch alle früheren Studien beruhten auf der Verhaltens-Entscheidungen der Teilnehmer. Wenn die Menschen tun, besitzen ein magnetisches Gefühl, die tägliche Erfahrung legt nahe, dass es wäre sehr schwach oder tief unbewussten. Solche flüchtigen Eindrücke könnte leicht missverstanden werden – oder einfach nur verpasst, wenn Sie versuchen, Entscheidungen zu treffen.
Also unsere Gruppe – einschließlich einer geophysikalischen Biologe, eine kognitive Neurowissenschaftler und ein neuroengineer – nahm einen anderen Ansatz. Was fanden wir wohl eine der ersten konkreten neurowissenschaftlichen Beweise, dass die Menschen haben eine geomagnetische Sinn.
Wie funktioniert eine biologische geomagnetische Sinn der Arbeit?
Die Erde ist umgeben von einem magnetischen Feld, erzeugt durch die Bewegung der Planeten zu den flüssigen Kern. Es ist der Grund, warum ein magnetischer Kompass zeigt Norden. An der Erdoberfläche, das Magnetfeld ist relativ schwach, etwa 100 mal schwächer als ein magnet.
In den letzten 50 Jahren oder so, haben Wissenschaftler gezeigt, dass Hunderte von Organismen in nahezu allen Zweigen der bakteriellen, protist-und Tierreich haben die Fähigkeit zum erkennen und reagieren auf das Erdmagnetfeld. In einigen Tieren – wie Honig die Bienen – die geomagnetischen Reaktionen sind so stark, wie die Reaktionen auf das Licht, Geruch oder Berührung. Biologen haben festgestellt, starken Reaktionen bei Wirbeltieren, angefangen von Fischen, Amphibien, Reptilien, zahlreiche Vogelarten und eine Vielfalt an Säugetieren, einschließlich Wale, Nagetiere, Fledermäuse, Kühe und Hunde – die Letzte, die ausgebildet werden können, um einen versteckten bar magnet. In allen diesen Fällen sind die Tiere mit dem geomagnetischen Feld als Komponenten Ihrer Rückkehr-und Navigations-Fähigkeiten, zusammen mit anderen cues wie Anblick, Geruch und Gehör.
Skeptiker abgetan frühen Berichte über diese Reaktionen, vor allem, weil es nicht zu sein scheinen, einem biophysikalischen Mechanismus, der übersetzen könne die Erde das schwache erdmagnetische Feld in starke neuronale Signale. Diese Ansicht wurde verändert durch die Entdeckung, dass lebende Zellen haben die Fähigkeit zur Entwicklung von nanokristallen des ferromagnetischen mineral Magnetit – im Grunde winzigen Eisen-Magnete. Biogene Kristalle von Magnetit wurden zuerst gesehen in die Zähne einer Gruppe von Mollusken, später in Bakterien, und dann in einer Vielzahl von anderen Organismen, angefangen von protists und Tiere wie Insekten, Fische und Säugetiere, einschließlich des im Gewebe des menschlichen Gehirns.
Dennoch, die Wissenschaftler nicht berücksichtigt den Menschen zu magnetisch empfindlichen Organismen.
Die Manipulation des magnetischen Feldes
In unserer neuen Studie, fragten wir 34 Teilnehmer einfach zu sitzen in unserem Test-Kammer, während wir direkt erfasst die elektrische Aktivität im Gehirn mit der Elektroenzephalografie (EEG). Unsere modifizierten Faraday-Käfig enthielt eine Reihe von 3-Achsen-Spulen, lassen Sie uns gesteuerten magnetischen Felder der hohen Homogenität über elektrischen Strom liefen wir durch seine Adern. Denn wir Leben in mittleren breiten der nördlichen Hemisphäre, die Umwelt Magnetfeld in unserem Labor dips nach unten, um den Norden auf etwa 60 Grad von der horizontalen.
Im normalen Leben, wenn jemand dreht den Kopf – sagen, nicken nach oben und unten oder drehen den Kopf von Links nach rechts – die Richtung des Erdmagnetfeldes (die konstant bleibt im Raum) wird die Verschiebung relativ zu Ihren Schädel. Dies ist keine überraschung, auf das Thema Gehirn, als er leitete die Muskeln, um den Kopf in die entsprechende Mode in den ersten Platz.
In unserem experimentellen Kammer, können wir das Magnetfeld still relative to das Gehirn, aber ohne Gehirn, das initiiert ein signal, um den Kopf. Dies ist vergleichbar mit Situationen, wenn Ihr Kopf oder der Rumpf ist passiv gedreht, das von jemand anderem, oder wenn Sie ein Passagier in einem Fahrzeug, das sich dreht. In diesen Fällen, obwohl Ihr Körper immer noch registrieren vestibuläre Signale über Ihre position im Raum, zusammen mit dem Magnetfeld ändert sich – im Gegensatz dazu, unsere experimentellen stimulation war nur eine Magnetfeld-Verschiebung. Wenn wir verschoben das Magnetfeld in der Kammer, unsere Teilnehmer haben nicht irgendwelche offensichtlichen Gefühle.
Die EEG-Daten, auf der anderen Seite, offenbart, dass bestimmte magnetische Feld Rotationen auslösen könnte starke und reproduzierbare Gehirn Antworten. Ein EEG-Muster, bekannt aus der vorhandenen Forschung, das sogenannte alpha-ERD (event-related Desynchronisation), in der Regel zeigt sich, wenn ein Mensch plötzlich erkennt, und verarbeitet die sensorischen stimulus. Die Gehirne waren „besorgt“ mit dem unerwarteten Veränderungen der Magnetfeld-Richtung, und das löste die alpha-Wellen-Reduktion. Haben wir gesehen, dass solche alpha-ERD-Muster in Reaktion auf einfache magnetische Rotationen ist starker Beweis für den menschlichen magnetoreception.
Unsere Teilnehmer Gehirne nur geantwortet, wenn die vertikale Komponente des Feldes war nach unten auf etwa 60 Grad (während horizontal drehen), da tut es natürlich hier in Pasadena, Kalifornien. Sie reagiert nicht auf unnatürliche Richtungen des Magnetfeldes – wie, wenn es spitz nach oben. Wir schlagen vor, die Antwort ist abgestimmt auf die natürlichen Reize, was auf einen biologischen Mechanismus, der geprägt ist durch Natürliche Selektion.
Andere Forscher haben gezeigt, dass Tiere, Gehirne filter magnetische Signale, die nur reagiert werden, um diejenigen, die ökologisch relevant sind. Macht es Sinn abzulehnen magnetische signal, das ist zu weit Weg von der natürlichen Werte, weil es am wahrscheinlichsten ist, aus einer magnetischen Anomalie—ein Beleuchtung-Streik, oder Magnetit-Ablagerung im Boden, zum Beispiel. Einem frühen Bericht über die Vögel zeigten, dass robins aufhören, das geomagnetische Feld, wenn die Stärke ist etwa mehr als 25 Prozent von dem unterscheidet, was Sie gewohnt waren. Es ist möglich, diese Tendenz könnte sein, warum frühere Forscher hatten Probleme bei der Identifizierung dieses magnetische Gefühl, wenn Sie voll aufgedreht die Stärke des magnetischen Feldes „Hilfe“ – Themen entdecken, die Sie möglicherweise haben stattdessen dafür gesorgt, dass die Themen‘ Gehirn ignoriert es.
Darüber hinaus ist unsere Serie von Experimenten zeigen, dass die rezeptor-Mechanismus – die biologische magnetometer in der menschlichen Wesen – nicht elektrische Induktion, und kann sagen, Nord und Süden. Diese letztere Eigenschaft Regeln völlig aus der sogenannten „Quanten-Kompass“ oder „cryptochrome“ – Mechanismus, die beliebt in diesen Tagen in der Tier-Literatur auf magnetoreception. Unsere Ergebnisse stehen im Einklang nur mit funktionalen magnetoreceptor Zellen auf der Grundlage der biologischen Magnetit-Hypothese. Beachten Sie, dass eine Magnetit-basierten system kann auch alles erklären, von der Verhaltens-Effekte bei Vögeln, förderte den Aufstieg der Quanten-Kompass-Hypothese.
Gehirne registrieren magnetischen Schichten, unterbewusst
Unsere Teilnehmer waren alle nicht bewusst, das Magnetfeld verschiebt sich und Ihre Hirnaktivität. Sie fühlte, dass nichts passiert war während der gesamten experiment – Sie hatte gerade saß allein in der dunklen Stille für eine Stunde. Darunter haben, obwohl, Ihre Gehirne ergab eine Vielzahl von unterschieden. Einige Gehirne zeigten fast keine Reaktion, während andere Gehirne hatten die alpha-Wellen, schrumpfte auf die Hälfte Ihrer normalen Größe nach einer Magnetfeld-Verschiebung.
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Es bleibt abzuwarten, was diese versteckten Reaktionen bedeuten könnte, für menschliche Verhaltens-Fähigkeiten. Tun, die schwache und starke Gehirn Reaktionen spiegeln eine Art der individuellen Unterschiede in der Navigations-Fähigkeit? Können diejenigen, die mit schwächeren Gehirn Reaktionen in den Genuss irgendeiner Art von training? Können jene mit einer starken Hirnaktivität trainiert werden, um tatsächlich das Magnetfeld spüren?