科學家們進行了一項強有力的實驗,表明人類的腦電波會對地球磁場的變化做出反應。據加州理工學院和東京大學的科學家稱,許多人能夠無意識地探測到地球磁場的變化。

這項研究由加州理工學院的地球科學家Joseph Kirschvink (BS, MS '75)和神經科學家Shin Shimojo以及東京大學的神經工程師Ayu Matani領導,提供了實驗證據,證明人類的腦電波對地球磁場的控制變化有反應。Kirschvink和Shimojo說這是人類新感知的第一個具體證據:磁接收。

有人問:“許多動物都有磁感受器,那麼我們爲什麼沒有呢?”例如,蜜蜂、鮭魚、海龜、鳥類、鯨魚和蝙蝠利用地磁場來幫助它們導航,狗也可以通過訓練來定位埋在地下的磁鐵。長期以來,人們一直認爲人類可能具有類似的能力。然而,儘管在80年代有大量的研究試圖對它進行測試,但它從未得到最終的證明。地球生物學教授Kirschvink說“亞里士多德將五種基本感覺描述爲包括視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺,然而,他沒有考慮重力、溫度、疼痛、平衡以及其他一些我們現在知道是人類神經系統一部分的內部刺激。我們的動物祖先認爲,地磁傳感器也應該在那裏,而不是代表第六感,但可能是第10或第11人類的感覺被發現。”

爲了確定人類是否能感知磁場,Kirschvink和Shimojo建立了一個隔離的射頻屏蔽室,讓參與者靜坐一個小時,完全黑暗。在這段時間裏,他們通過放置在受試者頭部64個位置的電極,無聲地改變了房間周圍的磁場,測量了受試者的腦電波。這項測試由34名來自不同種族、不同年齡的人蔘與。在一個特定的實驗過程中,參與者有意識地體驗到沒有什麼比獨自坐在黑暗中更有趣的了。然而,在許多參與者中,他們腦電波的變化與周圍磁場的變化有關。具體地說,研究人員跟蹤了大腦中的阿爾法節律,它發生在8到13赫茲之間,是一種衡量大腦是處於忙碌狀態,還是處於休息或“自動駕駛”模式。當人的大腦處於空閒狀態時,阿爾法能量就會很高。當某物有意識或無意識地引起它的注意時,它的阿爾法能力就會下降。其他幾種感官刺激,如視覺、聽覺和觸覺,已知會在刺激後的最初幾秒鐘內引起阿爾法波振幅的突然下降。

實驗表明,在一些參與者中,阿爾法能量在磁場刺激後立即開始從基線水平下降,在幾百毫秒的時間裏下降了60%,然後在刺激幾秒鐘後恢復到基線水平。Gertrude Baltimore實驗心理學教授、加州理工大學天橋和Chrissy Chen神經科學研究所的附屬教授Shimojo說:“這是一個經典的、經過充分研究的對感官輸入的腦電波反應,被稱爲事件相關的去同步化,或阿爾法- erd。”

測試進一步顯示,大腦似乎在積極處理磁性信息,並拒絕“非自然”的信號。例如,當磁場的垂直分量在實驗中穩步向上時,腦電波沒有相應的變化。由於磁場通常指向北半球,大腦似乎忽略了明顯“錯誤”的信號。Kirschvink認爲,該研究的這一組成部分可以通過在南半球複製該實驗得到驗證,而南半球的模式應該正好相反。

“阿爾法- erd是一種強大的神經信號,用於感知和由此引起的注意力轉移。事實上,我們看到它是對簡單的磁旋轉的反應,就像我們轉動或搖頭時所經歷的一樣,這是人類接受磁的有力證據。在人類進化和現代生活影響方面,我們發現的巨大個體差異也很有趣,”Shimojo說。“至於下一步,我們應該試着把它變成有意識的意識。”

早期測試人類磁接收能力的挑戰之一是,很難確保這些腦電波的變化確實與磁場有關,而不是與其他混淆效應有關。例如,如果線圈產生的磁場在房間周圍產生了可聽到的嗡嗡聲,這可能足以觸發參與者的阿爾法功率的變化。

爲了解決這些問題,本研究中使用的腔體不僅是漆黑和隔離的,用來改變磁場的銅線也被包裹起來並粘接在一起:每個線圈都有一對電線,而不是一條單線。當電流以相同的方向通過這些導線對時,室中的磁場就會改變。然而,電流以相反的方向通過成對的導線會抵消它們的磁場,同時產生相同的電加熱和機械僞影。計算機完全控制實驗並記錄數據。結果自動處理與交鑰匙計算機腳本,沒有主觀步驟。通過這種方式,研究小組能夠證明,人類的大腦確實會對磁場做出反應,而不僅僅是線圈本身的能量。

“我們的研究結果排除了電磁感應和磁感的‘量子羅盤’假說,”Kirschvink說,並指出瞭解釋磁接收機制的兩種可能性。Kirschvink認爲,這一結果表明生物磁鐵礦是人類接受磁場的感覺劑。1962年,海因茨·a·洛溫斯坦(Heinz a . Lowenstam)發現,一種天然的磁性礦物——磁鐵礦存在於軟體動物的牙齒中。從那時起,人們發現生物磁鐵礦存在於從細菌到人類的各種生物體中,並與其中許多生物體的地磁感覺有關。Kirschvink希望這項研究能爲其他有興趣複製和擴展這項研究的研究人員提供一個路線圖。“鑑於已知的高度進化的地磁導航系統存在於動物王國的各個物種中,我們可能會保留至少一些功能正常的神經元件,這或許並不令人驚訝,尤其是考慮到我們並不遙遠的祖先的遊牧狩獵採集生活方式。”這種遺傳的全部範圍還有待發現,”他說。

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