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新證據(jù)表明，人類磁感可以讓大腦感應(yīng)到地球磁場(chǎng)

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(yīng)研究領(lǐng)域中，一直存在一個(gè)問題，那就是人類有感應(yīng)磁場(chǎng)的能力嗎？在之前，生物學(xué)家已經(jīng)證明一些動(dòng)物是存在磁感的，他們認(rèn)為這種能力可以幫助蜜蜂、烏龜和鳥類這些生物導(dǎo)航?？茖W(xué)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復(fù)和證實(shí)這些結(jié)果。

為什么研究結(jié)果重復(fù)性這么差？主要是因?yàn)檫^去幾乎都是通過受試者的行為反應(yīng)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，它在人類中要么非常微弱，要么藏在了潛意識(shí)深處。因此受試者在做出行為時(shí)，他們的大腦會(huì)誤解這種平時(shí)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(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)使用了另一種新方法來探測(cè)人類的感磁能力，而最近他們終于獲得了首個(gè)神經(jīng)科學(xué)層面的證據(jù)，證明了人類確實(shí)有磁感。

地球周圍持續(xù)存在著保護(hù)我們免受外太空輻射的磁場(chǎng)，這也是我們?yōu)槭裁茨軌蛴弥改厢樦赶虻脑颍?/span>目前科學(xué)界主流的推測(cè)是地球磁場(chǎng)是由液態(tài)的地核運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。但是其實(shí)地球表面磁場(chǎng)十分微弱，冰箱的磁鐵都要比它強(qiáng)上大約100倍。

地球上的生物暴露在始終存在著的地球磁場(chǎng)中，這些磁場(chǎng)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(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在細(xì)菌和動(dòng)物中，有數(shù)百個(gè)物種能夠感應(yīng)到地磁場(chǎng)，并會(huì)對(duì)其做出反應(yīng)。一些昆蟲，比如蜜蜂，對(duì)地磁的產(chǎn)生的行為反應(yīng)與它對(duì)光、嗅覺和觸覺的反應(yīng)一樣強(qiáng)烈。而能感應(yīng)磁場(chǎng)的脊椎動(dòng)物就更多了，生物學(xué)家已經(jīng)在魚類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥類和許多哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了磁感能力，其中狗在訓(xùn)練之后還能夠?qū)ふ业讲睾玫拇盆F。通常具有感磁能力的動(dòng)物都會(huì)利用地磁場(chǎng)來完成歸巢和遷徙導(dǎo)航，同時(shí)也會(huì)與其他感覺系統(tǒng)進(jìn)行配合。

但是仍然有許多人并不認(rèn)同這些發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樵谥皼]有任何生理學(xué)機(jī)制可以證明生物體將地磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成了神經(jīng)信號(hào)。隨后，美國的古生態(tài)學(xué)家Heinz Lowenstam發(fā)現(xiàn)一種貝類的細(xì)胞可以構(gòu)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(fā)現(xiàn)了生物性磁鐵晶體，之后科學(xué)家也從細(xì)菌和各類生命體中甚至人腦的組織中也發(fā)現(xiàn)了此類晶體。這已經(jīng)顯示，很可能人類大腦是具有感磁能力的，但僅憑這項(xiàng)證據(jù)還不夠直接。

紅鮭體內(nèi)的磁小體鏈

在發(fā)表于eNeuro最新研究中，研究者創(chuàng)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(yè)原理的。改進(jìn)后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(chuàng)建高均勻度的可控磁場(chǎng)。研究人員讓34名參與者坐在了這種改造過的測(cè)試間中，并用腦電圖（EEG）記錄了他們腦電波活動(dòng)。

加州理工學(xué)院人體磁接收測(cè)試室示意圖

在日常生活中，當(dāng)一些人旋轉(zhuǎn)他們的頭部，比如，上下點(diǎn)頭或者從左到右轉(zhuǎn)動(dòng)頭部時(shí)，環(huán)境中的地磁場(chǎng)的方向沒有變化，但是其相對(duì)于頭骨的方向會(huì)發(fā)生改變。但受試者的大腦來并沒有對(duì)這一改變作出反應(yīng)，因?yàn)榇竽X在下達(dá)轉(zhuǎn)頭指令的過程中或許會(huì)自動(dòng)忽略掉這一變化。

受試者面朝北方坐在法拉第籠內(nèi)，其中的磁場(chǎng)則可能順時(shí)針(藍(lán)色箭頭)從西北方向旋轉(zhuǎn)到東北方向，或者逆時(shí)針(紅色箭頭)從東北方向旋轉(zhuǎn)到西北方向。

在改進(jìn)版的法拉第籠中，研究者可以改變磁場(chǎng)與大腦的相對(duì)方向，這一過程中大腦沒有發(fā)出任何移動(dòng)頭部的信號(hào)。這就好比其他人轉(zhuǎn)動(dòng)了你的頭部或身，或者你正坐在一輛旋轉(zhuǎn)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(fā)出的信號(hào)來判斷你在空間中的位置，以及磁場(chǎng)變化。在研究中，改變磁場(chǎng)的過程就類似上述的這些事件。

當(dāng)研究中改變受試者所在的法拉第籠中的磁場(chǎng)時(shí)，他們并沒有任何明顯的感覺。但另一方面，受試者的腦電圖卻沒這么鎮(zhèn)定，數(shù)據(jù)顯示特定的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)可以觸發(fā)強(qiáng)烈且可重復(fù)的大腦反應(yīng)。在腦電圖中有一種被稱為α-ERD的模式，該模式會(huì)在個(gè)體突然發(fā)現(xiàn)并處理一種感官刺激的時(shí)候出現(xiàn)。在這項(xiàng)研究中，受試者的大腦似乎已經(jīng)“關(guān)注”到了磁場(chǎng)方向的意外變化，從而觸發(fā)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(chǎng)，并對(duì)磁場(chǎng)變化作出反應(yīng)的有力證據(jù)。

此外，受試者只有在實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)和環(huán)境磁場(chǎng)方向一致時(shí)大腦才會(huì)作出反應(yīng)，比如實(shí)驗(yàn)開展地位于美國加州帕薩迪納，在這里地磁場(chǎng)會(huì)以垂直方向60度的角度通過人體，那么在法拉第籠中也必須在這個(gè)角度釋放磁場(chǎng)的前提下進(jìn)行改變，受試者大腦才有反應(yīng)，而其他非自然方向的磁場(chǎng)，無論怎么改變，大腦也不會(huì)有任何反應(yīng)發(fā)生。研究者認(rèn)為這種反應(yīng)與自然刺激是有很大聯(lián)系的，或許反映了自然選擇形成的一種生物學(xué)機(jī)制。

在此前，其他研究者已經(jīng)證實(shí)動(dòng)物大腦是能過濾磁場(chǎng)信號(hào)的。它們只對(duì)那些自己生存環(huán)境中的磁場(chǎng)作出反應(yīng)，而對(duì)其他離自然磁場(chǎng)的差距太遠(yuǎn)的會(huì)自動(dòng)過濾。這一決策是很明智的，因?yàn)槟切┓亲匀淮艌?chǎng)很可能來自磁異?，F(xiàn)象——例如，由閃電襲擊或地底的磁石沉積產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

之前在鳥類中的研究顯示，一旦地磁場(chǎng)強(qiáng)度與過去偏離25％，知更鳥就會(huì)停止使用地磁場(chǎng)來完成導(dǎo)航等生物學(xué)功能。這很可能也是之前人類試驗(yàn)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(chǎng)，他們認(rèn)為通過加大磁場(chǎng)的強(qiáng)度可以讓受試者更好地感受到磁場(chǎng)。但其實(shí)在增大的過程中，受試者早就直接忽略了這部分磁場(chǎng)，因?yàn)槠渑c自然環(huán)境相差實(shí)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(guān)電磁感應(yīng)機(jī)制，說明了人類不是通過電磁感應(yīng)分辨出方向，這也否定了近期關(guān)于動(dòng)物磁感應(yīng)文獻(xiàn)中流行的所謂“量子羅盤”或“隱色素”機(jī)制。到目前為止，最新研究讓我們推測(cè)，人類不僅具有“磁性傳感器”，其還在正常工作向大腦發(fā)送信號(hào)，這是人類潛意識(shí)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(xué)家繼續(xù)探索和揭示，現(xiàn)在我們已經(jīng)走出了第一步。