人类大脑可以探测到地球磁场
人类有磁感吗？生物学家知道其他动物具有这种感知能力，他们认为磁感应可以帮助包括蜜蜂，海龟和鸟类在内的生物在世界各地航行。
科学家们试图调查人类是否属于磁敏感生物列表中的一员。
几十年来，相关报道相当混乱，人类究竟是否具备这种感知似乎存在无休止的争议。
这可能是因为几乎所有过去的研究都依赖于参与者的行为决策。如果人类确实具有磁感，那么日常经验表明它会非常微弱或深入潜意识。
在尝试做出决定时，这种微弱的印象可能很容易被误解，或者只是简单地错过了。
现在，美国加州理工学院组建的包括地球物理生物学家，认知神经科学家和神经工程师研究团队采取了另一种方法，结果发现了第一个表明人类确实具有地磁感的神经科学证据。
地球的磁场
地球周围是一个磁场，由地球内部液体的运动产生。这就是磁罗盘指向北方的原因。在地球表面，这个磁场相当弱，大概比冰箱磁力弱100倍。
在过去50年左右的时间里，科学家已经证明，细菌，原生生物和动物王国几乎所有分支中的数百种生物都能够探测并响应这一地磁场。
在一些动物中，例如蜜蜂，地磁行为反应与对光，气味或触觉的反应一样强烈。生物学家已经确定了脊椎动物的强烈地磁反应，包括鱼类，两栖动物，爬行动物，众多鸟类和各种各样的哺乳动物，包括鲸鱼，啮齿动物，蝙蝠，奶牛和狗。狗可以被训练找到隐藏的磁棒。
在所有这些情况下，动物都使用地磁场作为其归巢和导航能力的组成部分，以及视觉，嗅觉和听觉等其他线索。
早期研究的不足在于，似乎没有一种生物物理机制可以将地球的弱地磁场转化为强烈的神经信号。也未发现活细胞能够构建铁磁性矿物磁铁矿的纳米晶体（基本上是微小的铁磁铁）的证据。
现在，这一观点发生了巨大变化。
磁性生物晶体首先出现在一组软体动物的牙齿中，后来出现在细菌中，然后出现在各种其他生物体中，包括原生动物和动物，如昆虫，鱼类和哺乳动物，包括人脑组织。
然而，科学家并未将人类视为对磁敏感的生物。
上图：研究参与者坐在面向北方的实验室中
在新研究中，科学家让34名参与者坐在测试室中，同时用脑电图（EEG）直接记录他们大脑的电活动。改进的法拉第笼包括一组3轴线圈，让研究人员得以通过电线穿过电流产生高度均匀的受控磁场。
由于测试地点在北半球的中纬度地区，实验室的环境磁场从水平向下倾斜到北方约60度。
在正常生活中，当有人转动头部，比如上下点头或从左向右转动头部时，地磁场的方向（在空间中保持不变）将相对于头骨移动。对于受试者的大脑来说，这并不奇怪，因为它首先指导肌肉以适当的方式移动头部。
在实验室中，可以相对于大脑无声地移动磁场，但是没有大脑发出任何信号来移动头部。
然而，在这种情况下，身体仍将记录到其在空间的位置的前庭信号，以及磁场变化。
当实验中只进行磁场移位，参与者没有经历任何明显的感受。
另一方面，EEG脑电图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脑电图模式，称为α-ERD），它通常出现在人突然检测并处理感觉刺激时。
大脑“关注”磁场方向的意外变化，这引发了α波减少。科学家看到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。
参与者的大脑只在磁的垂直分量向下大约60度（水平旋转时）时才会响应，实验者的大脑没有对磁场的不自然方向做出反应。
其他研究人员已经证明，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，例如，照明或地面中的磁石沉积物。
一篇关于鸟类的早期报告显示，如果强度超过他们习惯的25％以上，知更鸟就会停止使用地磁场。这可能就是为什么以前的研究人员难以识别这种磁感的原因，如果他们加强了磁场的强度以“帮助”受试者检测它，受试者的大脑就会忽略它。
新研究还还发现，大脑会下潜意识记录磁性变化。
参与者都没有意识到磁场的变化和他们的大脑反应。他们觉得在整个实验中没有发生任何事情 ，只是在黑暗的沉默中独自坐了一个小时。
然而，他们的大脑在此过程中显示出广泛的差异。有些大脑显示几乎没有反应，而其他大脑的α波在磁场移位后缩小到正常大小的一半。
这些隐藏的反应对人类行为能力意味着什么还有待观察。不同强弱的大脑反应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以从某种训练中受益吗？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？
人类对地球强度磁场的反应似乎令人惊讶。但鉴于我们动物祖先的磁感觉证据，如果人类完全失去了系统的最后一块，那可能会更令人惊讶。
到目前为止，科学家们已经发现有证据表明磁传感器能够向大脑发送信号，这是人类心灵中以前未知的感知能力。
参与这项研究的科学家包括：加州理工学院实验心理学教授Shinsuke Shimojo，Gertrude Baltimore;加州理工学院Daw-An Wu，加州理工学院地球生物学教授Joseph Kirschvink，Nico和Marilyn Van Wingen教授。
