¿Tienes un compás magnético en tu cabeza?

¿Tienes un compás magnético en tu cabeza?
Lightspring / Shutterstock.com

¿Los seres humanos tienen un sentido magnético? Los biólogos saben otros animales hacen. Piensan que ayuda a criaturas como abejas, tortugas y pájaros. navegar por el mundo.

Los científicos han tratado de investigar si los humanos pertenecen a la lista de organismos magnéticamente sensibles. Durante décadas, ha habido una ida y vuelta entre informes positivos y fallas en demostrar El rasgo en las personas, con controversia aparentemente interminable.

Los resultados mixtos en las personas pueden deberse al hecho de que prácticamente todos los estudios anteriores se basaron en las decisiones de comportamiento de los participantes. Si los seres humanos poseen un sentido magnético, la experiencia diaria sugiere que sería muy débil o profundamente subconsciente. Tales impresiones débiles podrían malinterpretarse fácilmente, o simplemente pasarse por alto, al tratar de tomar decisiones.

Así que nuestro grupo de investigación - incluyendo una biólogo geofísico, una neurocientífico cognitivo y una neuroingeniería - Tomé otro enfoque. Lo que encontramos Podría decirse que proporciona el primer neurocientífico de hormigón. evidencia de que los humanos tienen un sentido geomagnético.

¿Cómo funciona un sentido geomagnético biológico?

La Tierra está rodeada por un campo magnético, generado por el movimiento del núcleo líquido del planeta. Es por eso que una brújula magnética apunta al norte. En la superficie de la Tierra, este campo magnético es bastante débil, alrededor de 100 veces más débil que la de un imán de refrigerador.

La vida en la Tierra está expuesta al campo geomagnético siempre presente del planeta (¿tienes un compás magnético en tu cabeza?)La vida en la Tierra está expuesta al campo geomagnético siempre presente del planeta que varía en intensidad y dirección a través de la superficie planetaria. Nasky / Shutterstock.com

Durante los últimos 50 años más o menos, los científicos han demostrado que cientos de organismos en casi todas las ramas de las bacterias, protista y los reinos animales tienen la capacidad de detectar y responder a este campo geomagnético. En algunos animales como las abejas de miel - Las respuestas de comportamiento geomagnéticas son. tan fuerte como las respuestas a la luz, el olor o el tacto. Los biólogos han identificado fuertes respuestas en vertebrados que van desde pescado, anfibios, reptiles, numerosas aves y una diversa variedad de mamíferos incluyendo las ballenas, roedores, murciélagos, vacas y perros - el último de los cuales puede ser entrenado para encontrar una barra oculta imán. En todos estos casos, los animales están utilizando el campo geomagnético como componentes de sus habilidades de navegación y navegación, junto con otras señales como la vista, el olfato y la audición.

Los escépticos descartaron los primeros informes de estas respuestas, en gran parte porque no parecía haber un mecanismo biofísico que pudiera traducir el débil campo geomagnético de la Tierra en fuertes señales neuronales. Esta vista fue cambiada dramáticamente por el descubrimiento de que las células vivas tienen el habilidad para construir nanocristales de la ferromagnético magnetita mineral - Básicamente, diminutos imanes de hierro. Cristales biogénicos de magnetita fueron vistos por primera vez en los dientes de un grupo de moluscos, más tarde en bacterias, y luego en una variedad de otros organismos que van desde protistas y animales como insectos, peces y mamíferos, incluyendo dentro de los tejidos del cerebro humano.

Sin embargo, los científicos no han considerado a los humanos como organismos magnéticamente sensibles.

Manipulando el campo magnético.

En nuestro nuevo estudio, les pedimos a los participantes de 34 que simplemente se sentaran en nuestra cámara de pruebas mientras registramos directamente la actividad eléctrica en sus cerebros con electroencefalografía (EEG). Nuestra modificada Jaula de Faraday Incluimos un conjunto de bobinas de eje 3 que nos permitieron crear campos magnéticos controlados de alta uniformidad a través de la corriente eléctrica que pasamos por sus cables. Debido a que vivimos en latitudes medias del hemisferio norte, el campo magnético ambiental de nuestro laboratorio desciende hacia el norte a aproximadamente 60 grados desde la horizontal.

En la vida normal, cuando alguien gira la cabeza (digamos, moviendo la cabeza hacia arriba y hacia abajo o girando la cabeza de izquierda a derecha), la dirección del campo geomagnético (que permanece constante en el espacio) cambiará en relación con su cráneo. Esto no es una sorpresa para el cerebro del sujeto, ya que dirigió a los músculos a mover la cabeza de la manera adecuada en primer lugar.

Los participantes del estudio se sentaron en la cámara experimental orientada hacia el norte (¿tienes un compás magnético en tu cabeza?)Los participantes del estudio se sentaron en la cámara experimental mirando hacia el norte, mientras que el campo que apunta hacia abajo giraba en el sentido de las agujas del reloj (flecha azul) desde el noroeste hacia el noreste o hacia la izquierda (flecha roja) desde el noreste hacia el noroeste. Laboratorio de Campo Magnético, Caltech, CC BY-ND

En nuestra cámara experimental, podemos mover el campo magnético en silencio con relación al cerebro, pero sin que el cerebro haya iniciado ninguna señal para mover la cabeza. Esto es comparable a situaciones en las que su cabeza o tronco se giran pasivamente por otra persona, o cuando usted es un pasajero en un vehículo que gira. Sin embargo, en esos casos, su cuerpo todavía registrará señales vestibulares sobre su posición en el espacio, junto con los cambios del campo magnético; en contraste, nuestra estimulación experimental fue solo un cambio de campo magnético. Cuando cambiamos el campo magnético en la cámara, nuestros participantes no experimentaron ningún sentimiento obvio.

Los datos del EEG, por otro lado, revelaron que ciertas rotaciones del campo magnético podrían desencadenar respuestas cerebrales fuertes y reproducibles. Un patrón de EEG conocido a partir de la investigación existente, llamado alpha-ERD (desincronización relacionada con eventos), generalmente aparece cuando una persona detecta repentinamente y procesa un estímulo sensorial. Los cerebros estaban "preocupados" por el cambio inesperado en la dirección del campo magnético, y esto provocó la reducción de la onda alfa. Que vimos tales patrones de ERD alfa en respuesta a rotaciones magnéticas simples es una evidencia poderosa de la magnetorrecepción humana.

El video muestra la caída dramática y generalizada de la amplitud de onda alfa:


El video muestra la caída dramática y generalizada de la amplitud de la onda alfa (color azul profundo en la cabeza izquierda) después de las rotaciones en sentido contrario a las agujas del reloj. No se observa ninguna caída después de la rotación en el sentido de las agujas del reloj o en la condición fija. Connie Wang, Caltech

Los cerebros de nuestros participantes solo respondieron cuando el componente vertical del campo apuntaba hacia abajo a unos grados 60 (mientras giraba horizontalmente), como ocurre naturalmente en Pasadena, California. No respondieron a direcciones antinaturales del campo magnético, como cuando apuntaba hacia arriba. Sugerimos que la respuesta esté sintonizada con los estímulos naturales, reflejando un mecanismo biológico que ha sido moldeado por la selección natural.

Otros investigadores han demostrado que los cerebros de los animales filtran las señales magnéticas y solo responden a aquellas que son ambientalmente relevantes. Tiene sentido rechazar cualquier señal magnética que esté muy alejada de los valores naturales, ya que es muy probable que provenga de una anomalía magnética, como un golpe de iluminación o un depósito de piedra imán en el suelo, por ejemplo. Un primer informe sobre aves mostró que los petirrojos dejan de usar el campo geomagnético si la fuerza es mayor que la de 25 por ciento diferente de lo que estaban acostumbrados a. Es posible que esta tendencia pueda ser la razón por la cual los investigadores anteriores tuvieron problemas para identificar este sentido magnético; Aumentó la fuerza del campo magnético. para "ayudar" a los sujetos a detectarlo, podrían haberse asegurado de que los cerebros de los sujetos lo ignoraran.

Además, nuestra serie de experimentos muestra que el mecanismo del receptor, el magnetómetro biológico en los seres humanos, no es una inducción eléctrica y puede indicar el norte del sur. Esta última característica descarta completamente la llamada “Compás cuántica” o “criptocromo” Mecanismo popular en la actualidad en la literatura animal sobre magnetorrecepción. Nuestros resultados son consistentes solo con células magnetorreceptoras funcionales basadas en hipótesis de magnetita biológica. Tenga en cuenta que un sistema basado en magnetita también puede explicar Todos los efectos de comportamiento en aves. Eso promovió el surgimiento de la hipótesis de la brújula cuántica.

Los cerebros registran cambios magnéticos, subconscientemente.

Todos nuestros participantes desconocían los cambios en el campo magnético y sus respuestas cerebrales. Sintieron que no había pasado nada durante todo el experimento; se habían sentado solos en un silencio oscuro durante una hora. Sin embargo, debajo, sus cerebros revelaron una amplia gama de diferencias. Algunos cerebros no mostraron casi ninguna reacción, mientras que otros tenían ondas alfa que se redujeron a la mitad de su tamaño normal después de un cambio de campo magnético.

Queda por ver qué significan estas reacciones ocultas para las capacidades del comportamiento humano. ¿Las respuestas cerebrales débiles y fuertes reflejan algún tipo de diferencias individuales en la capacidad de navegación? ¿Pueden las personas con respuestas cerebrales más débiles beneficiarse de algún tipo de entrenamiento? ¿Se puede entrenar a aquellos con respuestas cerebrales fuertes para sentir realmente el campo magnético?

Una respuesta humana a los campos magnéticos de la fuerza de la Tierra puede parecer sorprendente. Pero dada la evidencia de la sensación magnética en nuestros antepasados ​​animales, podría ser más sorprendente si los humanos hubieran perdido completamente hasta la última parte del sistema. Hasta ahora, hemos encontrado evidencia de que las personas tienen sensores magnéticos que funcionan y envían señales al cerebro, una habilidad sensorial desconocida en la mente humana subconsciente. La extensión total de nuestra herencia magnética queda por descubrir.La conversación

Acerca de los Autores

Shinsuke Shimojo, Gertrude Baltimore Profesor de psicología experimental, California Institute of Technology; Daw-An Wu, California Institute of Technology, y Joseph Kirschvink, Nico y Marilyn Van Wingen Profesor de Geobiología, California Institute of Technology

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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