For nogle væsener fungerer det magnetiske felt, der knytter vores planet til, som et kompas til navigation eller orientering.
Migrerende fugle, havskildpadder og visse typer bakterier regnes blandt arterne med dette indbyggede navigationssystem. Men hvad med mennesker? Ifølge en ny undersøgelse kan mennesker også fornemme Jordens magnetfelt.
Den nye undersøgelse, der blev offentliggjort i dag (18. marts) i tidsskriftet eNeuro, giver det første direkte bevis fra hjernescanninger om, at mennesker kan gøre det, sandsynligvis gennem magnetiske partikler spredt rundt om hjernen.
Evnen til at detektere magnetfeltet, kaldet magnetoreception, blev først antydet at eksistere hos mennesker tilbage i 1980'erne. Men efterfølgende undersøgelser af hjernen fra 1990'erne fandt ikke bevis for evnen.
Men med adgang til nye dataanalyseteknikker besluttede en international gruppe forskere at tage et nyt kig.
Manipulering af magnetfeltet
For at undersøge, om mennesker kan mærke magnetfeltet, blev 34 voksne bedt om at sidde i et mørkt testkammer pyntet med store, firkantede spoler. Elektriske strømme kørte gennem disse spoler og skiftede magnetfeltet i kammeret ...
Intensiteten af dette magnetfelt var omtrent det samme som det, der omgiver vores planet, sagde hovedstudiesforfatter Connie Wang, en doktorand ved Californien Teknologiske Institut. Til sammenligning er det omkring 100.000 gange svagere end dem, der er oprettet af MR-maskiner, bemærkede Wang.
Deltagerne blev bedt om at slappe af og lukke øjnene, mens forskerne manipulerede magnetfeltet omkring dem. Under eksperimentet målte elektroencefalogrammaskiner (EEG) maskiner en type hjernebølger kaldet en alfabølge. Det er kendt, at alfabølger falder i amplitude, når hjernen optager et signal, hvad enten det er syn, lyd ... eller noget magnetisk.
Hjernen reagerer
Af de 34 deltagere viste hjernescanninger fra fire individer kraftige reaktioner på en ændring i magnetfeltet: et skift fra nordøst til nordvest. Dette skift ville være det samme som en person uden for kammeret, der hurtigt skifter hovedet fra venstre mod højre, bortset fra at hovedet bevæger sig gennem det statiske magnetfelt i stedet for det felt, der bevæger sig rundt i det.
Hos de fire individer faldt alfahjernebølger i amplitude med så meget som 60 procent. Men de svarede kun, når feltet skiftede fra nordøst til nordvest - ikke i den anden retning.
"Vi forventede ikke rigtig et asymmetrisk svar," fortalte Wang til Live Science. Selvom det er uklart, hvorfor dette skete, tror forskerne, at det kunne være noget unikt for enkeltpersoner, ligesom hvordan nogle mennesker er højrehåndede og nogle venstrehåndede.
Flere deltagere havde også et stærkt svar på et andet sæt eksperimenter, der skiftede hældningen af marken, hvilket er, hvad der ville ske, hvis du rejste mellem den nordlige og den sydlige halvkugle.
For at sikre, at resultaterne ikke var et fluke, blev respondentens respondenter gentestet flere uger senere - og resultaterne holdt sandt. Stuart Gilder, professor i geofysik ved Ludwig-Maximilian Universitet i München, som ikke var en del af den nye undersøgelse, sagde, at de gentagne fund gjorde undersøgelsen overbevisende.
Gilder sagde, at han ikke betragtede konstateringen af, at de fleste ikke kunne fornemme magnetfeltet som en optælling mod undersøgelsen, fordi evnen kunne udtrykkes forskelligt i forskellige hjerner. "Nogle mennesker er virkelig gode til kunst, og nogle mennesker er virkelig gode til matematik," fortalte Gilder til Live Science. Organer behøver ikke "at opføre sig eller reagere på samme måde."
Undersøgelsen rejser stadig nogle yderligere spørgsmål, bemærkede han. Hvordan kunne folk for eksempel opfatte feltet, hvis de havde ligget, eller magnetfeltet havde bevæget sig langsommere?
Ancient navigation
Det er uklart, hvorfor nogle mennesker ser ud til at være i stand til magnetoreception, men i teorien kunne dygtigheden hjælpe med orientering, eller være en rest af en evne, der tidligt udviklede sig til at hjælpe skabninger - selv gamle jæger-samlere - at navigere. "Mange dyr bruger Jordens magnetfelt til navigation," fortalte Wang til Live Science. "Der er en så bred vifte af væsener, der har denne sans, at vi tror, at mennesker i det mindste har nogle rester af denne forstand, selvom vi ikke bruger det så meget i vores daglige liv længere."
Og der er stadig mange spørgsmål om magnetoreception generelt, som hvordan det fungerer. Faktisk har forskere fundet ud af, hvordan magnetoreption fungerer i kun én type væsen: en type bakterier kaldet magnetotaktiske bakterier. Disse mikrober vandrer langs feltlinjerne i vores planetes magnetfelt ved hjælp af magnetiske partikler kaldet magnetit (Fe3O4).
Disse magnetitpartikler har været kendt for at eksistere i den menneskelige hjerne i årtier - og blev først fundet af Joseph Kirschvink, professor i geobiologi ved Caltech, der er seniorforfatter til den nye undersøgelse.
Hvad mere er, en undersøgelse, der blev offentliggjort i august 2018 i tidsskriftet Scientific Reports fra Gilders gruppe, fandt, at disse magnetiske partikler var spredt over hele den menneskelige hjerne. Deres udbredte tilstedeværelse i hjernen antydede, at partiklerne sandsynligvis tjente en slags biologisk formål, konkluderede forfatterne af denne undersøgelse.
Redaktørens note: Denne artikel blev opdateret den 19. marts for at tydeliggøre, at magnetiske partikler ikke er begrænset til en "hjerne" i mikrober. Bakterier består typisk af enkeltceller, og derfor har de ikke hjerner.
