For noen skapninger fungerer magnetfeltet som klemmer planeten vår som et kompass for navigasjon eller orientering.
Trekkfugler, havskilpadder og visse typer bakterier regnes blant artene med dette innebygde navigasjonssystemet. Men hva med mennesker? I følge en ny studie kan mennesker også kjenne jordens magnetiske felt.
Den nye studien, publisert i dag (18. mars) i tidsskriftet eNeuro, gir det første direkte beviset fra hjerneskanninger om at mennesker kan gjøre det, sannsynligvis gjennom magnetiske partikler spredt rundt hjernen.
Evnen til å oppdage magnetfeltet, kalt magnetoreception, ble først antydet å eksistere hos mennesker allerede på 1980-tallet. Men påfølgende studier av hjernen, fra 1990-tallet, fant ikke bevis for evnen.
Men med tilgang til nye dataanalyseteknikker, bestemte en internasjonal gruppe forskere seg for å ta en ny titt.
Manipulerer magnetfeltet
For å studere om mennesker kan føle magnetfeltet, ble 34 voksne bedt om å sitte i et mørkt testkammer utsmykket med store, firkantede spoler. Elektriske strømmer reiste gjennom disse spolene og skiftet magnetfeltet i kammeret ...
Intensiteten til dette magnetfeltet var omtrent det samme som det som omgir planeten vår, sa hovedforfatterforfatter Connie Wang, en doktorgradsstudent ved California Institute of Technology. Til sammenligning er det omtrent 100 000 ganger svakere enn de som er laget av MR-maskiner, bemerket Wang.
Deltakerne fikk beskjed om å slappe av og lukke øynene mens forskerne manipulerte magnetfeltet rundt seg. Under eksperimentet målte elektroencefalogram (EEG) maskiner en type hjernebølge kalt en alfabølge. Alfa-bølger er kjent for å avta i amplitude når hjernen tar opp et signal, enten det er syn, lyd ... eller noe magnetisk.
Hjernen svarer
Av de 34 deltakerne viste hjerneskanninger fra fire individer sterke reaksjoner på en endring i magnetfeltet: et skifte fra nordøst til nordvest. Dette skiftet ville være det samme som en person utenfor kammeret som skiftet hodet raskt fra venstre til høyre, bortsett fra at hodet beveger seg gjennom det statiske magnetfeltet i stedet for feltet som beveger seg rundt det.
Hos de fire individene reduserte alfa hjerne bølger i amplitude med så mye som 60 prosent. Men de svarte bare da feltet skiftet fra nordøst til nordvest - ikke i den andre retningen.
"Vi forventet egentlig ikke en asymmetrisk respons," sa Wang til Live Science. Selv om det er uklart hvorfor dette skjedde, tror forskerne at det kan være noe unikt for enkeltpersoner, akkurat som hvordan noen mennesker er høyrehendt og noen venstrehendt.
Flere deltakere hadde også en sterk respons på et annet sett med eksperimenter som forskjøvet skråningen av feltet, og det er det som ville skje hvis du reiste mellom den nordlige og den sørlige halvkule.
For å sikre at resultatene ikke var noen gang, ble svarene på studien testet på nytt flere uker senere - og resultatene holdt sannhet. Stuart Gilder, professor i geofysikk ved Ludwig-Maximilian universitet i München som ikke var en del av den nye studien, sa at de gjentatte funnene gjorde studien overbevisende.
Gilder sa at han ikke så på funnet at folk ikke kunne ane magnetfeltet som en telling mot studien, fordi evnen kunne uttrykkes annerledes i forskjellige hjerner. "Noen mennesker er veldig gode på kunst, og andre er veldig gode i matte," sa Gilder til Live Science. Organer trenger ikke "å oppføre seg eller reagere på samme måte."
Studien reiser likevel noen ekstra spørsmål, bemerket han. Hvordan ville for eksempel folk oppfatte feltet hvis de hadde ligget, eller magnetfeltet hadde beveget seg tregere?
Antikk navigasjon
Det er uklart hvorfor noen mennesker ser ut til å være i stand til magnetresept, men i teorien kan ferdigheten hjelpe med orientering, eller være en rest av en evne som tidlig utviklet seg for å hjelpe skapninger - til og med gamle jeger-samlere - å navigere. "Mange dyr bruker jordas magnetfelt for navigasjon," sa Wang til Live Science. "Det er et så bredt spekter av skapninger som har den sansen at vi tror mennesker, i det minste, har noen rester av denne sansen, selv om vi ikke bruker det så mye i hverdagen vår lenger."
Og det gjenstår mange spørsmål om magnetoreception generelt, som hvordan det fungerer. Forskere har faktisk funnet ut hvordan magnetresept fungerer i bare en type skapning: en type bakterier som kalles magnetotaktiske bakterier. Disse mikroberne vandrer langs feltlinjene i planetens magnetfelt ved hjelp av magnetiske partikler som kalles magnetitt (Fe3O4).
Disse magnetittpartiklene har vært kjent for å eksistere i den menneskelige hjernen i flere tiår - og ble først funnet av Joseph Kirschvink, professor i geobiologi ved Caltech, som er seniorforfatter av den nye studien.
I tillegg fant en studie publisert i august 2018 i tidsskriftet Scientific Reports fra Gilders gruppe at disse magnetiske partiklene var spredt i hele hjernen. Deres utbredte tilstedeværelse i hjernen antydet at partiklene sannsynligvis tjente et slags biologisk formål, konkluderte forfatterne av denne studien.
Redaktørens merknad: Denne artikkelen ble oppdatert 19. mars for å tydeliggjøre at magnetiske partikler ikke er begrenset til en "hjerne" i mikrober. Bakterier består vanligvis av enkeltceller, og derfor har de ikke hjerner.
