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地球周围持续存在着保护我们免受外太空辐射的磁场,这也是我们为什么能够用指南针指向的原因,目前科学界主流的推测是地球磁场是由液态的地核运动产生的。但是其实地球表面磁场十分微弱,冰箱的磁铁都要比它强上大约100倍。
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地球上的生物暴露在始终存在着的地球磁场中,这些磁场在星球表面不同地方密度和方向各不相同。
但是仍然有许多人并不认同这些发现,因为在之前没有任何生理学机制可以证明生物体将地磁场转换成了神经信号。随后,美国的古生态学家Heinz Lowenstam发现一种贝类的细胞可以构建出一些微小的晶体,这些晶体具有铁磁性,也就是微小的磁铁矿颗粒。这也是首次在生命体中发现了生物性磁铁晶体,之后科学家也从细菌和各类生命体中甚至人脑的组织中也发现了此类晶体。这已经显示,很可能人类大脑是具有感磁能力的,但仅凭这项证据还不够直接。
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红鲑体内的磁小体链
在发表于eNeuro最新研究中,研究者创建了一种新的方法来尝试证明这一件不可完成的事。研究人员改造获得了一种新型的法拉第笼,法拉第笼本身是用来演示等电位、静电屏蔽和高压带电作业原理的。改进后的法拉第笼包括一组三轴线圈,研究人员可以利用其中电线的电流来创建高均匀度的可控磁场。研究人员让34名参与者坐在了这种改造过的测试间中,并用脑电图(EEG)记录了他们脑电波活动。
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加州理工学院人体磁接收测试室示意图
在日常生活中,当一些人旋转他们的头部,比如,上下点头或者从左到右转动头部时,环境中的地磁场的方向没有变化,但是其相对于头骨的方向会发生改变。但受试者的大脑来并没有对这一改变作出反应,因为大脑在下达转头指令的过程中或许会自动忽略掉这一变化。
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受试者面朝北方坐在法拉第笼内,其中的磁场则可能顺时针(蓝色箭头)从西北方向旋转到东北方向,或者逆时针(红色箭头)从东北方向旋转到西北方向。
在此前,其他研究者已经证实动物大脑是能过滤磁场信号的。它们只对那些自己生存环境中的磁场作出反应,而对其他离自然磁场的差距太远的会自动过滤。这一决策是很明智的,因为那些非自然磁场很可能来自磁异常现象——例如,由闪电袭击或地底的磁石沉积产生的磁场。
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之前在鸟类中的研究显示,一旦地磁场强度与过去偏离25%,知更鸟就会停止使用地磁场来完成导航等生物学功能。这很可能也是之前人类试验中失败的原因,在以往研究者为了证明人脑可以感受到磁场,他们认为通过加大磁场的强度可以让受试者更好地感受到磁场。但其实在增大的过程中,受试者早就直接忽略了这部分磁场,因为其与自然环境相差实在太大了。