人类是否可以感知地球的磁场?

对于人类是不是能够感知地球磁场,一直都是科学界激烈争议的话题,有些科学家认为人类也能如某些鸟类或蜜蜂那样对地磁变化有反应,但他们始终拿不出有力的证据来证明这一点。迄今为止科学家们都将人类列为磁不敏感生物,因为无论是在人脑组织还是人体的某些部位都没有发现对地磁敏感的微小铁磁体。

(你的大脑中有指南针吗?)

在日常生活中,我们中的有些人总是“方向感很好”,他们即便是来到一个陌生的城市,也总能迅速找到东南西北。这些人是否具有感知磁场的能力?我们不得而知。

加州理工学院的一项人体磁感应试验曾刷爆各大科学媒体。

科研人员设计了一间电磁屏蔽的小屋,小屋的特别之处在于,地球磁场并不能穿透它。同时在小屋的内部,科研人员安装了一组磁性线圈,使小屋变成一个大的法拉第笼。通过对线圈加电,可以在小屋内部均匀地模拟与地球磁场强度相同的受控磁场,当然,这个磁场的方向可以人为加以控制。

(加州理工学院人体磁感应试验室结构)

在正常生活中,如果我们转动头部,比如上下点头或从左向右转动头部时,地磁场的方向就会相对于头骨移动。我们可以感觉到磁场的移动吗?实际上并不能。对于我们的大脑来说,记忆方向并不奇怪,因为它首先指导肌肉以适当的方式移动头部,并且我们的大脑会记录下相关的信号传递给前庭组织。大脑会根据肌肉运动的角度去计算我们与之前角度的变化值,有的人可以算得很准,大多数人算不准。

而在磁感应试验室里,人坐在那里是保持不动的,当实验室内部磁场方向发生变化时,人体的位置感应器官并不会接受到身体运动的讯号,如果人的大脑对磁场变化没有反应,那么受试者就不会有任何特别的感觉。

(研究参与者坐在面向北方的实验室中,受控磁场旋转的方向示意图)

参与实验的人头上戴着一组脑电波电极,脑电波设备(EEG)会直接记录他们大脑的电活动。

34名受试者分别在小屋里静坐了一个小时,在这一个小时中他们并不知道周围的磁场发生了变化,但EEG数据显示某些磁场旋转可能引发强烈且可重复的大脑反应。现有研究中已知的一种EEG模式,通常出现在人突然检测并处理感觉刺激时,称为α-ERD(事件相关的去同步)。大脑“关注”磁场方向的意外变化,这引发了α波减少。于是研究人员认为这种响应简单磁旋转的α-ERD模式是人体磁感应的有力证据。

另外一个有意思的现象是:受试者只对垂直方向向下60度的磁偏转才会产生反应,而当磁场方向指向一个非自然的方向(比如向上)时,大脑则不会作出α波减少的反应。研究人员认为这是人类大脑的自然保护机制在起作用,动物的大脑过滤磁信号,只响应那些与环境相关的信号。拒绝任何离自然值太远的磁信号是有意义的,因为它很可能来自磁异常,比如说当旁边有人在玩一块磁铁时,大脑就不会对此做出反应。

值得注意的一点是:并非所有参与这项试验人员都有相同的对磁场变化产生的脑电波反应,其中有一些人大脑的α波在磁场移位后缩小到正常大小的一半,而另一些人则干脆什么反应都没有。这说明此次实验并不存在广泛性,同时这些隐藏的反应对人类行为能力意味着什么还有待观察。大脑对磁场反应的强弱是否反映了导航能力的某些个体差异?那些脑反应较弱的人可不可以通过某种训练得到加强?具有强烈大脑反应的人是否可以接受训练以真正感受到磁场?这些谜题都还有待解开。

人类的大脑中是否存在像蜜蜂或鸽子那样微小的磁体,并且磁体的变化会影响到神经元,从而使我们对磁场的变化做出反应?从加州理工学院的实验我们或许可以这样假设:就像我们鼻子中的犁鼻器一样,哺乳动物祖先曾经拥有感知磁场的能力,但随着生存环境的变化,这个功能使用不上,随着时间的推移慢慢退化了。

你觉得未来会不会有一天,人类也可以像信鸽那样抛开指南针,开启自主导航的模式呢?