science >> Wetenschap >  >> Fysica

mensen,

Net als andere dieren, Kan een magnetisch zesde zintuig hebben Het menselijk lichaam produceert magnetiet, op dezelfde manier produceert het lichaam van een zalm het magnetiet dat in zijn snuit zit, waardoor het het magnetische veld van de aarde kan detecteren. real444/Getty Images

Wanneer u voor de eerste keer "magnetoreceptie" hoort, het lijkt een woord dat het beste op superhelden kan worden toegepast - hoewel, in werkelijkheid, het is de superkracht van kreeften, trekvogels, zalm en algen. Maar zou het ook het bovenmenselijke vermogen kunnen zijn van... nou ja, mensen?

aarde is, onder andere, een gigantische magneet (wat geweldig is voor ons omdat het magnetische veld dat door onze planeet wordt gegenereerd ons beschermt tegen een behoorlijk knoestige kosmische straling van de zon). Het magnetische veld van de aarde komt van het vloeibare metaal dat constant ronddraait in de buitenste kern, ongeveer 1, 800 mijl (2, 890 kilometer) onder onze voeten, het creëren van krachtige elektrische stromen die een magnetisch veld opwekken. Zonder het, leven op aarde zou onmogelijk zijn, maar ook talloze organismen zouden meestal geen idee hebben waar ze waren.

Magnetoreceptie is een handig zintuig waarmee sommige aardbewoners het magnetische veld van de planeet kunnen gebruiken om zaken als richting en hoogte waar te nemen. Zo vindt een schildpadje van een zeeschildpad zijn weg door de open oceaan, een honingbij navigeert door een bloemenveld, een trekvogel reist elk jaar duizenden kilometers naar specifieke locaties en een molrat navigeert razendsnel door een enorm systeem van ondergrondse tunnels. Het is ongelooflijk - dus waarom kunnen we het niet doen?

We zullen, sommige wetenschappers denken dat we dat waarschijnlijk wel kunnen, en ze proberen het te bewijzen.

Biomagnetische:mensen produceren ook magnetische deeltjes

Caltech-professor Joseph Kirschvink raakte eind jaren zeventig voor het eerst geïnteresseerd in het gebied van biomagnetische als undergrad bij Caltech, toen een van zijn onderzoeksadviseurs, voormalig Caltech-professor Hentz Lowenstam (die in 1962 de eerste ontdekking van biogeen magnetiet in een organisme deed), liet hem de magnetische tanden zien van een groep weekdieren die chitons worden genoemd. Kirschvink raakte gefascineerd door hoe levende organismen groeien en magnetische deeltjes in hun lichaam gebruiken. In 1980, tijdens het werken aan magnetische oriëntatie in honingbijen, raakte hij geïnteresseerd in menselijke magnetoreceptie, en is er sindsdien mee bezig.

In de jaren 1990, Kirschvink en co-auteur Atsuko Kobayashi ontdekten dat het magnetiet dat in het menselijk brein verschijnt geen verontreiniging is - ons lichaam produceert het, ongeveer op dezelfde manier waarop het lichaam van een zalm het magnetiet produceert dat in zijn snuit kan worden gevonden.

Dus, betekent dit dat wij mensen in staat zijn om het magnetische veld van de aarde te detecteren en te navigeren? Als, waarom is je richtingsgevoel zo slecht?

Door de jaren heen, Kirschvink heeft in zijn vrije tijd met deze vraag geëxperimenteerd en heeft uiteindelijk op 18 maart een studie gepubliceerd, 2019 uitgave van het tijdschrift eNeuro:

"Geen van de resultaten van deze eerdere experimenten bereikte het niveau van consistentie en significantie om publicatie van de resultaten te verdienen, " zegt Kirschvink's co-auteur Isaac Hilburn van de afdeling Geologische en Planetaire Wetenschappen van Caltech, in een e-mail. "Echter, sommige resultaten waren intrigerend genoeg om een ​​subsidie ​​van het Human Frontier Science Program (HFSP) te krijgen om rigoureus gecontroleerde EEG-experimenten uit te voeren om te testen op een passieve neurale respons op veranderingen in het geomagnetische veld."

Voor de studie, Het onderzoeksteam van Kirschvink bouwde een aluminium kamer in de kelder van een van de gebouwen van Caltech, waarbinnen het magnetische veld kan worden gecontroleerd en andere elektromagnetische ruis (zoals radiogolven) kan worden geblokkeerd. Vervolgens gebruikten ze elektro-encefalografie (EEG), die de elektrische activiteit van de hersenen registreert, om te testen of hun menselijke deelnemers reageerden op veranderingen in het magnetische veld dat in de doos werd geproduceerd. Opgemerkt moet worden dat alleen omdat een EEG-machine registreert dat uw hersenen iets doen, het betekent niet dat je je er per se van bewust bent dat het gebeurt - dus, zelfs als ons brein ons constant vertelt welke kant het noorden is, het betekent niet dat we er aandacht aan besteden.

Elk van de 34 deelnemers zat in het donker, stille kamer, aangesloten op tientallen EEG-elektroden terwijl de onderzoekers het steil hellende veld (heel erg zoals het aardmagnetisch veld) rond de hoofden van de deelnemers roteerden, vergelijkbaar met wat er gebeurt als we in een veld staan, ter plaatse draaien.

"We hadden vier statistisch significante sterke responders op individueel niveau in het declinatierotatie-experiment, ", zegt Hilburn. "We hebben deze mensen meerdere keren opnieuw kunnen testen, weken of maanden uit elkaar, en ze vertoonden elke keer een significante reactie in dezelfde rotatierichting."

Echter, deze individuele resultaten zijn niet de primaire beoordeling van de vraag of het menselijk brein reageert op magnetische velden - de groepsresultaten bieden een heel spectrum aan reacties en houden rekening met individuele variaties die gebruikelijk zijn in alle EEG-onderzoeken. Meer dan 40 procent van de individuen vertoonde zwakke reacties, maar hebben bijgedragen aan de groepsresultaten, wat de gouden standaard is voor de vraag of er een reactie van het menselijk brein is op magnetische velden, volgens Hilburn.

"De aanwezigheid van een robuuste neurale reactie op magnetische veldrotaties was opwindend, "zegt Hilburn. "Dit soort resultaten hadden we niet verwacht."

Algemeen, het effect werd aangetoond bij ongeveer een derde van de deelnemers, wat zou kunnen betekenen dat de menselijke gevoeligheid voor het magnetische veld te maken zou kunnen hebben met genetische factoren of aangeleerde gevoeligheid. Er zal meer onderzoek moeten worden gedaan om het mechanisme waarmee magnetoreceptie bij mensen zou werken volledig te begrijpen - de resultaten van deze studie zullen onafhankelijk moeten worden gerepliceerd, en een consistent en reproduceerbaar effect op menselijk gedrag zou voor eens en voor altijd bewijzen dat mensen reageren op het magnetische veld - maar voor nu is het echt spannend dat dit onderzoek meer mainstream wordt.

Lees meer over magnetische velden in " Elektriciteit en magnetisme:een inleiding tot de theorie van elektrische en magnetische velden " door Oleg D. Jefimenko. HowStuffWorks kiest gerelateerde titels op basis van boeken waarvan we denken dat je ze leuk zult vinden. Mocht je ervoor kiezen om er een te kopen, we krijgen een deel van de verkoop.

Dat is nu interessant

Het mechanisme waarmee dieren het magnetisch veld van de aarde detecteren, wordt nog steeds onderzocht. Sommige dieren lijken het te kunnen volgen als een kompas, anderen lijken elektrische stromen op te pikken met gespecialiseerde organen en anderen kunnen het zelfs chemisch detecteren.