人类有磁性吗？生物学家知道其他动物也知道。他们认为这有助于包括蜜蜂、海龟和鸟类在内的生物在世界上航行。
科学家们试图研究人类是否属于磁敏感生物体。几十年来，积极的报道和失败之间一直存在着反复的冲突，以证明人们的特质，似乎有着无穷无尽的争议。
人们的混合结果可能是因为事实上，过去所有的研究都依赖于参与者的行为决定。如果人类确实具有磁性，日常经验表明，它将是非常弱或深的潜意识。当试图做出决定时，这种模糊的印象很容易被误解，或者被忽略。
因此，我们的研究小组——包括地球物理生物学家、认知神经科学家和神经工程师——采取了另一种方法。我们的发现可以说是提供了人类确实具有地磁感的第一个具体的神经科学证据。
生物地磁感觉是如何工作的?
地球被一个磁场包围，磁场是由行星的液核运动产生的。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，大约是冰箱磁铁的100倍。
在过去50年左右的时间里，科学家们已经证明细菌、原生动物和动物王国几乎所有分支中的数百个有机体都有能力探测和响应这个地磁。在某些动物（如蜜蜂）中，地磁行为反应与对光、气味或触摸的反应一样强烈。生物学家已经发现脊椎动物有很强的反应，包括鱼类、两栖动物、爬行动物、许多鸟类和各种各样的哺乳动物，包括鲸鱼、啮齿动物、蝙蝠、牛和狗，最后一种动物可以通过训练找到隐藏的条形磁铁。在所有这些情况下，这些动物都在利用地磁场作为它们的归航和导航能力的组成部分，以及视觉、嗅觉和听觉等其他线索。
怀疑论者驳斥了关于这些反应的早期报告，主要是因为似乎没有一种生物物理机制可以将地球微弱的地磁场转化为强大的神经信号。这一观点因发现活细胞有能力建造铁磁性矿物磁铁矿的纳米晶体而发生了巨大的变化——基本上，铁磁性很小。磁铁矿的生物晶体首先出现在一组软体动物的牙齿中，随后出现在细菌中，然后出现在各种其他有机体中，包括昆虫、鱼类和哺乳动物等原生生物和动物，包括人脑组织内。
操纵磁场
在我们的新研究中，我们让34名参与者简单地坐在我们的测试室里，同时我们用脑电图（EEG）直接记录他们大脑中的电活动。我们改进的法拉第笼包括一组三轴线圈，让我们通过电线通过电流产生均匀的可控磁场。由于我们生活在北半球的中纬度地区，我们实验室中的环境磁场从水平方向向北倾斜大约60度。
在正常生活中，当有人转动他们的头时——比如说，上下点头或者从左到右转动头部——地磁场的方向（在空间中保持不变）将相对于他们的头骨移动。这对受试者的大脑来说并不奇怪，因为它首先指示肌肉以适当的方式移动头部。
在我们的实验室里，我们可以相对大脑无声地移动磁场，但是大脑没有发出任何移动头部的信号。这类似于你的头或后备箱被别人被动转动，或者你是一辆旋转的车上的乘客。然而，在这些情况下，你的身体仍然会记录前庭信号，关于它在太空中的位置，以及磁场的变化——相反，我们的实验刺激只是磁场的移动。当我们转移磁场时，参与者没有任何明显的感觉。
另一方面，脑电图数据显示，某些磁场旋转可能会触发强烈的和可重复的大脑反应。现有研究中已知的一种脑电图模式称为alpha-erd（与事件相关的去同步化），通常出现在人们突然检测和处理感官刺激时。大脑“关注”磁场方向的意外变化，这触发了α波的减少。我们看到这样的阿尔法ERD模式对简单的磁旋转的反应是人类磁接收的有力证据。
我们的参与者的大脑只有当磁场的垂直分量向下指向大约60度（水平旋转）时才会做出反应，就像加州帕萨迪纳的情况一样。他们对磁场的非自然方向没有反应——比如当磁场指向上方时。我们建议将反应调到自然刺激上，反映出自然选择形成的生物学机制。
其他研究人员已经表明，动物的大脑过滤磁性信号，只对那些与环境相关的信号作出反应。拒绝任何离自然值太远的磁信号是有意义的，因为它最有可能是来自磁异常——例如，雷击或地下的磁石沉积。一份关于鸟类的早期报告显示，如果地磁强度与以前的强度相差25%左右，知更鸟就会停止使用地磁。这一趋势可能是先前研究人员难以识别这种磁场感的原因——如果他们提高磁场强度来“帮助”受试者检测磁场，他们可能会确保受试者的大脑忽略了磁场。
此外，我们的一系列实验表明，人体内的生物磁强计的受体机制不是电感应，可以分辨南北。后一个特征完全排除了所谓的“量子罗盘”或“隐花色素”机制，这种机制目前在动物磁接收文献中很流行。我们的研究结果仅与基于生物磁铁矿假说的功能性磁受体细胞相一致。注意，一个基于磁铁矿的系统也可以解释鸟类的所有行为效应，它们促进了量子罗盘假说的兴起。
大脑会下意识地记录磁位移。
我们的参与者都不知道磁场的变化和他们的大脑反应。他们觉得整个实验过程中什么都没有发生——他们只是在黑暗中静静地坐了一个小时。然而，在其下方，他们的大脑显示出广泛的差异。有些大脑几乎没有反应，而另一些大脑的阿尔法波在磁场移动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的影响还有待观察。大脑微弱和强烈的反应是否反映了个体在导航能力上的某种差异？大脑反应较弱的人能从某种训练中获益吗？那些大脑反应强烈的人能被训练去真正感受磁场吗？
人类对地球磁场的反应似乎令人惊讶。但是，考虑到我们的动物祖先有磁感应的证据，如果人类已经完全失去了系统的每一部分，这可能会更令人惊讶。到目前为止，我们已经发现有证据表明，人们使用磁性传感器向大脑发送信号，这是人类潜意识中一种以前未知的感觉能力。我们磁性遗传的全部内容仍有待发现。
