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  • 人类“第六感”首次被证实:人脑具有磁场感应能力

    发布时间: 2019/4/5 0:06:21 被阅览数: 次 来源: 环球科学
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    来源:环球科学  

      撰文丨Shinsuke Shimojo,Daw-An Wu,Joseph Kirschvink  

      科学界已经知道鸟类可以利用地磁场进行导航,除此之外,科学家在自然界许多物种中都发现了磁感应能力,生物的磁感受能力也一直在业内被称作生物“第六感”。但作为进化如此高级的人类,却似乎意外地没有证据表明我们可以感应磁场。昨天,来自加州理工学院的团队发表在eNeuro上的一项研究给出了答案:我们不仅能感应到磁场,并且大脑会对磁场变化作出强烈反应。在下面这篇文章中,研究团队亲自为我们讲述了“第六感”磁觉在人脑中被证实的精彩过程。  

      在生物磁感应研究领域中,一直存在一个问题,那就是人类有感应磁场的能力吗?在之前,生物学家已经证明一些动物是存在磁感的,他们认为这种能力可以帮助蜜蜂、乌龟和鸟类这些生物导航。科学家一直尝试探究人类是否也是磁感生物,过去几十年来,有些研究显示出了人类是存在磁感的,但是也有研究表示无法重复和证实这些结果。  

      为什么研究结果重复性这么差?主要是因为过去几乎都是通过受试者的行为反应来判断磁感的有无。而就我们的日常感受来说,即使人类拥有磁感,它在人类中要么非常微弱,要么藏在了潜意识深处。因此受试者在做出行为时,他们的大脑会误解这种平时就很模糊的感觉,甚至直接无视掉它。因此来自美国加州理工学院的研究团队使用了另一种新方法来探测人类的感磁能力,而最近他们终于获得了首个神经科学层面的证据,证明了人类确实有磁感。  

      看不见却极其重要的磁场  

      地球周围持续存在着保护我们免受外太空辐射的磁场,这也是我们为什么能够用指南针指向的原因,目前科学界主流的推测是地球磁场是由液态的地核运动产生的。但是其实地球表面磁场十分微弱,冰箱的磁铁都要比它强上大约100倍。  

          地球上的生物暴露在始终存在着的地球磁场中,这些磁场在星球表面不同地方密度和方向各不相同。地球上的生物暴露在始终存在着的地球磁场中,这些磁场在星球表面不同地方密度和方向各不相同。  
      在过去50年,科学家们已经发现在细菌和动物中,有数百个物种能够感应到地磁场,并会对其做出反应。一些昆虫,比如蜜蜂,对地磁的产生的行为反应与它对光、嗅觉和触觉的反应一样强烈。而能感应磁场的脊椎动物就更多了,生物学家已经在鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和许多哺乳动物中发现了磁感能力,其中狗在训练之后还能够寻找到藏好的磁铁。通常具有感磁能力的动物都会利用地磁场来完成归巢和迁徙导航,同时也会与其他感觉系统进行配合。  

      但是仍然有许多人并不认同这些发现,因为在之前没有任何生理学机制可以证明生物体将地磁场转换成了神经信号。随后,美国的古生态学家Heinz Lowenstam发现一种贝类的细胞可以构建出一些微小的晶体,这些晶体具有铁磁性,也就是微小的磁铁矿颗粒。这也是首次在生命体中发现了生物性磁铁晶体,之后科学家也从细菌和各类生命体中甚至人脑的组织中也发现了此类晶体。这已经显示,很可能人类大脑是具有感磁能力的,但仅凭这项证据还不够直接。  
     
      操纵磁场  

      在发表于eNeuro最新研究中,研究者创建了一种新的方法来尝试证明这一件不可完成的事。研究人员改造获得了一种新型的法拉第笼,法拉第笼本身是用来演示等电位、静电屏蔽和高压带电作业原理的。改进后的法拉第笼包括一组三轴线圈,研究人员可以利用其中电线的电流来创建高均匀度的可控磁场。研究人员让34名参与者坐在了这种改造过的测试间中,并用脑电图(EEG)记录了他们脑电波活动。  

      在日常生活中,当一些人旋转他们的头部,比如,上下点头或者从左到右转动头部时,环境中的地磁场的方向没有变化,但是其相对于头骨的方向会发生改变。但受试者的大脑来并没有对这一改变作出反应,因为大脑在下达转头指令的过程中或许会自动忽略掉这一变化。  

          受试者面朝北方坐在法拉第笼内,其中的磁场则可能顺时针(蓝色箭头)从西北方向旋转到东北方向,或者逆时针(红色箭头)从东北方向旋转到西北方向。受试者面朝北方坐在法拉第笼内,其中的磁场则可能顺时针(蓝色箭头)从西北方向旋转到东北方向,或者逆时针(红色箭头)从东北方向旋转到西北方向。  

      在改进版的法拉第笼中,研究者可以改变磁场与大脑的相对方向,这一过程中大脑没有发出任何移动头部的信号。这就好比其他人转动了你的头部或身,或者你正坐在一辆旋转着的汽车中。在这些情况下,你的身体仍然能够通过接收前庭发出的信号来判断你在空间中的位置,以及磁场变化。在研究中,改变磁场的过程就类似上述的这些事件。  

      捕捉到人类磁感信号  

      当研究中改变受试者所在的法拉第笼中的磁场时,他们并没有任何明显的感觉。但另一方面,受试者的脑电图却没这么镇定,数据显示特定的磁场旋转可以触发强烈且可重复的大脑反应。在脑电图中有一种被称为α-ERD的模式,该模式会在个体突然发现并处理一种感官刺激的时候出现。在这项研究中,受试者的大脑似乎已经“关注”到了磁场方向的意外变化,从而触发了脑电图中α波的减少,这是典型的α-ERD模式。这也成为了人类大脑能够感受磁场,并对磁场变化作出反应的有力证据。  

      此外,受试者只有在实验磁场和环境磁场方向一致时大脑才会作出反应,比如实验开展地位于美国加州帕萨迪纳,在这里地磁场会以垂直方向60度的角度通过人体,那么在法拉第笼中也必须在这个角度释放磁场的前提下进行改变,受试者大脑才有反应,而其他非自然方向的磁场,无论怎么改变,大脑也不会有任何反应发生。研究者认为这种反应与自然刺激是有很大联系的,或许反映了自然选择形成的一种生物学机制。  

      在此前,其他研究者已经证实动物大脑是能过滤磁场信号的。它们只对那些自己生存环境中的磁场作出反应,而对其他离自然磁场的差距太远的会自动过滤。这一决策是很明智的,因为那些非自然磁场很可能来自磁异常现象——例如,由闪电袭击或地底的磁石沉积产生的磁场。  


      之前在鸟类中的研究显示,一旦地磁场强度与过去偏离25%,知更鸟就会停止使用地磁场来完成导航等生物学功能。这很可能也是之前人类试验中失败的原因,在以往研究者为了证明人脑可以感受到磁场,他们认为通过加大磁场的强度可以让受试者更好地感受到磁场。但其实在增大的过程中,受试者早就直接忽略了这部分磁场,因为其与自然环境相差实在太大了。  

      此外,这次的研究还在一定程度上驳斥了人类生物磁感的其它相关电磁感应机制,说明了人类不是通过电磁感应分辨出方向,这也否定了近期关于动物磁感应文献中流行的所谓“量子罗盘”或“隐色素”机制。到目前为止,最新研究让我们推测,人类不仅具有“磁性传感器”,其还在正常工作向大脑发送信号,这是人类潜意识中一种前所未知的第六感。在未来,人类磁感的更多作用还有待科学家继续探索和揭示,现在我们已经走出了第一步。

    编辑:秋痕

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