新證據表明，人類磁感可以讓大腦感應到地球磁場
科學界已經知道鳥類可以利用地磁場進行導航，除此之外，科學家在自然界許多物種中都發現了磁感應能力，生物的磁感受能力也一直在業內被稱作生物“第六感”。但作為進化如此高級的人類，卻似乎意外地沒有證據表明我們可以感應磁場。昨天，來自加州理工學院的團隊發表在eNeuro上的一項研究給出了答案：我們不僅能感應到磁場，並且大腦會對磁場變化作出強烈反應。在下面這篇文章中，研究團隊親自為我們講述了“第六感”磁覺在人腦中被證實的精彩過程。
撰文丨Shinsuke Shimojo，Daw-An Wu，Joseph Kirschvink
翻譯丨戴林潼
審校丨楊心舟
在生物磁感應研究領域中，一直存在一個問題，那就是人類有感應磁場的能力嗎？在之前，生物學家已經證明一些動物是存在磁感的，他們認為這種能力可以幫助蜜蜂、烏龜和鳥類這些生物導航。科學家一直嘗試探究人類是否也是磁感生物，過去幾十年來，有些研究顯示出了人類是存在磁感的，但是也有研究表示無法重複和證實這些結果。
為什麽研究結果重複性這麽差？主要是因為過去幾乎都是通過受試者的行為反應來判斷磁感的有無。而就我們的日常感受來說，即使人類擁有磁感，它在人類中要麽非常微弱，要麽藏在了潛意識深處。因此受試者在做出行為時，他們的大腦會誤解這種平時就很模糊的感覺，甚至直接無視掉它。因此來自美國加州理工學院的研究團隊使用了另一種新方法來探測人類的感磁能力，而最近他們終於獲得了首個神經科學層面的證據，證明了人類確實有磁感。
看不見卻極其重要的磁場
地球周圍持續存在著保護我們免受外太空異塵餘生的磁場，這也是我們為什麽能夠用指南針指向的原因，目前科學界主流的推測是地球磁場是由液態的地核運動產生的。但是其實地球表面磁場十分微弱，冰箱的磁鐵都要比它強上大約100倍。
地球上的生物暴露在始終存在著的地球磁場中，這些磁場在星球表面不同地方密度和方向各不相同。
在過去50年，科學家們已經發現在細菌和動物中，有數百個物種能夠感應到地磁場，並會對其做出反應。一些昆蟲，比如蜜蜂，對地磁的產生的行為反應與它對光、嗅覺和觸覺的反應一樣強烈。而能感應磁場的脊椎動物就更多了，生物學家已經在魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類和許多哺乳動物中發現了磁感能力，其中狗在訓練之後還能夠尋找到藏好的磁鐵。通常具有感磁能力的動物都會利用地磁場來完成歸巢和遷徙導航，同時也會與其他感覺系統進行配合。
但是仍然有許多人並不認同這些發現，因為在之前沒有任何生理學機制可以證明生物體將地磁場轉換成了神經信號。隨後，美國的古生態學家Heinz Lowenstam發現一種貝類的細胞可以構建出一些微小的晶體，這些晶體具有鐵磁性，也就是微小的磁鐵礦顆粒。這也是首次在生命體中發現了生物性磁鐵晶體，之後科學家也從細菌和各類生命體中甚至人腦的組織中也發現了此類晶體。這已經顯示，很可能人類大腦是具有感磁能力的，但僅憑這項證據還不夠直接。
紅鮭體內的磁小體鏈
操縱磁場
在發表於eNeuro最新研究中，研究者創建了一種新的方法來嘗試證明這一件不可完成的事。研究人員改造獲得了一種新型的法拉第籠，法拉第籠本身是用來演示等電位、靜電屏蔽和高壓帶電作業原理的。改進後的法拉第籠包括一組三軸線圈，研究人員可以利用其中電線的電流來創建高均勻度的可控磁場。研究人員讓34名參與者坐在了這種改造過的測試間中，並用腦電圖（EEG）記錄了他們腦電波活動。
加州理工學院人體磁接收測試室示意圖
在日常生活中，當一些人旋轉他們的頭部，比如，上下點頭或者從左到右轉動頭部時，環境中的地磁場的方向沒有變化，但是其相對於頭骨的方向會發生改變。但受試者的大腦來並沒有對這一改變作出反應，因為大腦在下達轉頭指令的過程中或許會自動忽略掉這一變化。
受試者面朝北方坐在法拉第籠內，其中的磁場則可能順時針(藍色箭頭)從西北方向旋轉到東北方向，或者逆時針(紅色箭頭)從東北方向旋轉到西北方向。
在改進版的法拉第籠中，研究者可以改變磁場與大腦的相對方向，這一過程中大腦沒有發出任何移動頭部的信號。這就好比其他人轉動了你的頭部或身，或者你正坐在一輛旋轉著的汽車中。在這些情況下，你的身體仍然能夠通過接收前庭發出的信號來判斷你在空間中的位置，以及磁場變化。在研究中，改變磁場的過程就類似上述的這些事件。
捕捉到人類磁感信號
當研究中改變受試者所在的法拉第籠中的磁場時，他們並沒有任何明顯的感覺。但另一方面，受試者的腦電圖卻沒這麽鎮定，數據顯示特定的磁場旋轉可以觸發強烈且可重複的大腦反應。在腦電圖中有一種被稱為α-ERD的模式，該模式會在個體突然發現並處理一種感官刺激的時候出現。在這項研究中，受試者的大腦似乎已經“關注”到了磁場方向的意外變化，從而觸發了腦電圖中α波的減少，這是典型的α-ERD模式。這也成為了人類大腦能夠感受磁場，並對磁場變化作出反應的有力證據。
此外，受試者只有在實驗磁場和環境磁場方向一致時大腦才會作出反應，比如實驗開展地位於美國加州帕薩迪納，在這裡地磁場會以垂直方向60度的角度通過人體，那麽在法拉第籠中也必須在這個角度釋放磁場的前提下進行改變，受試者大腦才有反應，而其他非自然方向的磁場，無論怎麽改變，大腦也不會有任何反應發生。研究者認為這種反應與自然刺激是有很大聯繫的，或許反映了自然選擇形成的一種生物學機制。
在此前，其他研究者已經證實動物大腦是能過濾磁場信號的。它們隻對那些自己生存環境中的磁場作出反應，而對其他離自然磁場的差距太遠的會自動過濾。這一決策是很明智的，因為那些非自然磁場很可能來自磁異常現象——例如，由閃電襲擊或地底的磁石沉積產生的磁場。
之前在鳥類中的研究顯示，一旦地磁場強度與過去偏離25％，知更鳥就會停止使用地磁場來完成導航等生物學功能。這很可能也是之前人類試驗中失敗的原因，在以往研究者為了證明人腦可以感受到磁場，他們認為通過加大磁場的強度可以讓受試者更好地感受到磁場。但其實在增大的過程中，受試者早就直接忽略了這部分磁場，因為其與自然環境相差實在太大了。
此外，這次的研究還在一定程度上駁斥了人類生物磁感的其它相關電磁感應機制，說明了人類不是通過電磁感應分辨出方向，這也否定了近期關於動物磁感應文獻中流行的所謂“量子羅盤”或“隱色素”機制。到目前為止，最新研究讓我們推測，人類不僅具有“磁性傳感器”，其還在正常工作向大腦發送信號，這是人類潛意識中一種前所未知的第六感。在未來，人類磁感的更多作用還有待科學家繼續探索和揭示，現在我們已經走出了第一步。
文章來源：
https://theconversation.com/new-evidence-for-a-human-magnetic-sense-that-lets-your-brain-detect-the-earths-magnetic-field-113536
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