Bạn có một la bàn từ tính trong đầu không?

Bạn có một la bàn từ tính trong đầu không?
Ánh sáng / Shutterstock.com

Con người có một từ tính? Các nhà sinh học biết động vật khác làm. Họ nghĩ rằng nó giúp các sinh vật bao gồm ong, rùa và chim điều hướng qua thế giới.

Các nhà khoa học đã cố gắng điều tra xem con người có nằm trong danh sách các sinh vật nhạy cảm với từ tính hay không. Trong nhiều thập kỷ, đã có một khoảng thời gian qua lại báo cáo tích cựcthất bại để chứng minh đặc điểm ở người, với tranh cãi dường như vô tận.

Các kết quả hỗn hợp ở mọi người có thể là do thực tế là hầu như tất cả các nghiên cứu trước đây đều dựa vào các quyết định hành vi từ những người tham gia. Nếu con người sở hữu một cảm giác từ tính, kinh nghiệm hàng ngày cho thấy rằng nó sẽ rất yếu hoặc tiềm thức sâu sắc. Những ấn tượng mờ nhạt như vậy có thể dễ dàng bị hiểu sai - hoặc chỉ bị bỏ qua - khi cố gắng đưa ra quyết định.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu của chúng tôi - bao gồm một nhà sinh vật lý địa vật lý, Một nhà thần kinh học nhận thứcthần kinh - đã thực hiện một cách tiếp cận khác. Những gì chúng ta thấy được cho là cung cấp khoa học thần kinh cụ thể đầu tiên bằng chứng cho thấy con người có ý nghĩa địa từ.

Làm thế nào để một cảm giác địa từ sinh học hoạt động?

Trái đất được bao quanh bởi một từ trường, được tạo ra bởi sự chuyển động của lõi chất lỏng của hành tinh. Đó là lý do tại sao một la bàn từ tính chỉ về phía bắc. Ở bề mặt trái đất, từ trường này khá yếu, khoảng 100 lần yếu hơn hơn là một nam châm tủ lạnh.

Sự sống trên Trái đất được tiếp xúc với trường địa từ hiện tại của hành tinh (bạn có la bàn từ tính trong đầu không?)Sự sống trên Trái đất được tiếp xúc với trường địa từ hiện tại của hành tinh, có cường độ và hướng khác nhau trên bề mặt hành tinh. Nasky / Shutterstock.com

Trong những năm qua 50 hoặc lâu hơn, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng hàng trăm sinh vật trong gần như tất cả các nhánh của vi khuẩn, nhân vật chính và các vương quốc động vật có khả năng phát hiện và phản ứng với trường địa từ này. Ở một số động vật - chẳng hạn như ong mật - các phản ứng hành vi địa từ là mạnh mẽ như các phản ứng để ánh sáng, mùi hoặc chạm. Các nhà sinh học đã xác định phản ứng mạnh mẽ ở động vật có xương sống khác nhau, từ , động vật lưỡng cư, bò sát, nhiều loài chim và nhiều loại động vật có vú bao gồm cá voi, động vật gặm nhấm, đánh nhau, chó - cái cuối cùng có thể được huấn luyện để tìm một thanh nam châm ẩn. Trong tất cả các trường hợp này, các động vật đang sử dụng trường địa từ làm thành phần của khả năng dẫn đường và điều hướng của chúng, cùng với các tín hiệu khác như thị giác, khứu giác và thính giác.

Những người hoài nghi đã bác bỏ các báo cáo ban đầu về những phản ứng này, phần lớn là do dường như không có một cơ chế sinh lý nào có thể chuyển trường địa từ yếu của Trái đất thành các tín hiệu thần kinh mạnh. Quan điểm này đã được thay đổi đáng kể bởi khám phá ra rằng các tế bào sốngkhả năng để xây dựng các tinh thể nano của sắt từ khoáng vật từ tính - về cơ bản, nam châm sắt nhỏ. Các tinh thể sinh học của từ tính được nhìn thấy lần đầu tiên trong răng của một nhóm động vật thân mềm, sau đó trong vi khuẩnvà sau đó là một loạt các sinh vật khác, từ các sinh vật chính và động vật như côn trùng, cá và động vật có vú, bao gồm cả trong các mô của bộ não con người.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Tuy nhiên, các nhà khoa học chưa coi con người là sinh vật nhạy cảm với từ tính.

Thao tác từ trường

Trong nghiên cứu mới của chúng tôi, chúng tôi đã yêu cầu những người tham gia 34 chỉ cần ngồi trong buồng thử nghiệm của chúng tôi trong khi chúng tôi ghi lại trực tiếp hoạt động điện trong não của họ bằng điện não đồ (EEG). Sửa đổi của chúng tôi Lồng Faraday bao gồm một tập hợp các cuộn trục trục 3 cho phép chúng ta tạo ra các từ trường được kiểm soát có độ đồng đều cao thông qua dòng điện mà chúng ta chạy qua các dây của nó. Vì chúng ta sống ở giữa vĩ độ Bắc bán cầu, từ trường môi trường trong phòng thí nghiệm của chúng tôi giảm dần xuống phía bắc ở khoảng 60 độ ngang.

Trong cuộc sống bình thường, khi ai đó quay đầu - nói, gật đầu lên xuống hoặc quay đầu từ trái sang phải - hướng của trường địa từ (không đổi trong không gian) sẽ dịch chuyển so với hộp sọ của họ. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên đối với não của đối tượng, vì nó hướng các cơ di chuyển đầu theo cách phù hợp ngay từ đầu.

Những người tham gia nghiên cứu ngồi trong buồng thí nghiệm hướng về phía bắc (bạn có la bàn từ tính trong đầu không?)Những người tham gia nghiên cứu ngồi trong buồng thí nghiệm quay mặt về hướng bắc, trong khi trường hướng xuống quay theo chiều kim đồng hồ (mũi tên màu xanh) từ tây bắc sang đông bắc hoặc ngược chiều kim đồng hồ (mũi tên đỏ) từ đông bắc sang tây bắc. Phòng thí nghiệm từ trường, Caltech, CC BY-NĐ

Trong buồng thí nghiệm của chúng ta, chúng ta có thể di chuyển từ trường một cách âm thầm so với não, nhưng không có não đã bắt đầu bất kỳ tín hiệu nào để di chuyển đầu. Điều này có thể so sánh với các tình huống khi đầu hoặc thân của bạn bị xoay một cách thụ động bởi người khác hoặc khi bạn là hành khách trên một chiếc xe quay. Tuy nhiên, trong những trường hợp đó, cơ thể bạn vẫn sẽ đăng ký tín hiệu tiền đình về vị trí của nó trong không gian, cùng với sự thay đổi từ trường - ngược lại, kích thích thử nghiệm của chúng tôi chỉ là sự dịch chuyển từ trường. Khi chúng tôi dịch chuyển từ trường trong buồng, những người tham gia của chúng tôi không gặp phải bất kỳ cảm giác rõ ràng nào.

Mặt khác, dữ liệu điện não đồ tiết lộ rằng một số phép quay từ trường nhất định có thể kích hoạt các phản ứng não mạnh mẽ và có thể tái tạo. Một mẫu EEG được biết đến từ nghiên cứu hiện tại, được gọi là alpha-ERD (đồng bộ hóa liên quan đến sự kiện), thường xuất hiện khi một người đột nhiên phát hiện và xử lý kích thích giác quan. Các bộ não đã có mối quan tâm với sự thay đổi bất ngờ về hướng từ trường và điều này đã kích hoạt việc giảm sóng alpha. Rằng chúng ta đã thấy các mẫu alpha-ERD như vậy để đáp ứng với các phép quay từ tính đơn giản là bằng chứng mạnh mẽ cho chứng từ tính của con người.

Video cho thấy sự sụt giảm đáng kể về biên độ sóng alpha:


Video cho thấy sự sụt giảm đáng kể về biên độ sóng alpha (màu xanh đậm ở đầu ngoài cùng bên trái) sau khi quay ngược chiều kim đồng hồ. Không có giọt nào được quan sát sau khi quay theo chiều kim đồng hồ hoặc trong điều kiện cố định. Connie Wang, Caltech

Bộ não của những người tham gia của chúng tôi chỉ phản hồi khi thành phần thẳng đứng của trường hướng xuống dưới ở khoảng 60 độ (trong khi xoay theo chiều ngang), giống như ở Pasadena, California. Họ không phản ứng với các hướng không tự nhiên của từ trường - chẳng hạn như khi nó hướng lên trên. Chúng tôi đề nghị phản ứng được điều chỉnh theo các kích thích tự nhiên, phản ánh một cơ chế sinh học đã được định hình bởi chọn lọc tự nhiên.

Các nhà nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng bộ não của động vật lọc tín hiệu từ tính, chỉ phản ứng với những thứ có liên quan đến môi trường. Chẳng có nghĩa gì khi từ chối bất kỳ tín hiệu từ tính nào ở quá xa các giá trị tự nhiên bởi vì rất có thể đó là từ sự bất thường từ tính - chẳng hạn như một cuộc tấn công ánh sáng, hoặc lắng đọng trong lòng đất. Một báo cáo ban đầu về các loài chim cho thấy rằng các con robot ngừng sử dụng trường địa từ nếu cường độ không chỉ là về 25 phần trăm khác với những gì họ đã từng. Có thể xu hướng này có thể là lý do tại sao các nhà nghiên cứu trước gặp khó khăn trong việc xác định cảm giác từ tính này - nếu họ tăng cường sức mạnh của từ trường để giúp các đối tượng của người Viking phát hiện ra nó, thay vào đó họ có thể đảm bảo rằng bộ não của các đối tượng đã bỏ qua nó.

Hơn nữa, loạt thí nghiệm của chúng tôi cho thấy cơ chế thụ thể - từ kế sinh học ở người - không phải là cảm ứng điện, và có thể cho biết phía bắc từ phía nam. Tính năng thứ hai này loại bỏ hoàn toàn cái gọi là La bàn lượng tử la tinh cơ chế phổ biến ngày nay trong các tài liệu động vật về từ tính. Kết quả của chúng tôi chỉ phù hợp với các tế bào từ tính chức năng dựa trên giả thuyết từ tính sinh học. Lưu ý rằng một hệ thống dựa trên từ tính cũng có thể giải thích Tất cả các hiệu ứng hành vi ở chim điều đó thúc đẩy sự gia tăng của giả thuyết la bàn lượng tử.

Não đăng ký dịch chuyển từ, trong tiềm thức

Những người tham gia của chúng tôi đều không biết về sự dịch chuyển từ trường và phản ứng não của họ. Họ cảm thấy rằng không có gì xảy ra trong toàn bộ thí nghiệm - họ chỉ ngồi một mình trong im lặng trong một giờ. Tuy nhiên, bên dưới, bộ não của họ đã bộc lộ một loạt sự khác biệt. Một số bộ não cho thấy hầu như không có phản ứng, trong khi những bộ não khác có sóng alpha co lại bằng một nửa kích thước bình thường sau khi dịch chuyển từ trường.

Vẫn còn phải xem những phản ứng ẩn giấu này có thể có ý nghĩa gì đối với khả năng hành vi của con người. Các phản ứng não yếu và mạnh có phản ánh một số loại khác biệt cá nhân trong khả năng điều hướng không? Những người có phản ứng não yếu hơn có thể được hưởng lợi từ một số loại đào tạo? Những người có phản ứng não mạnh có thể được đào tạo để thực sự cảm nhận được từ trường?

Một phản ứng của con người đối với từ trường cường độ Trái đất có vẻ đáng ngạc nhiên. Nhưng đưa ra bằng chứng cho cảm giác từ tính trong tổ tiên động vật của chúng ta, có thể đáng ngạc nhiên hơn nếu con người đã mất hoàn toàn mọi phần cuối cùng của hệ thống. Cho đến nay, chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng cho thấy con người có các cảm biến từ tính hoạt động gửi tín hiệu đến não - một khả năng cảm giác chưa từng được biết đến trong tiềm thức của con người. Toàn bộ mức độ kế thừa từ tính của chúng tôi vẫn được phát hiện.Conversation

Giới thiệu về tác giả

Shinsuke Shimojo, giáo sư tâm lý học thực nghiệm Gertrude Baltimore, Viện Công nghệ California; Daw-An Wu, Viện Công nghệ Californiavà Joseph Kirschvink, Giáo sư Địa chất học của Nico và Marilyn Van Wingen, Viện Công nghệ California

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = từ cơ thể con người; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}

ĐỌC MOST