برخی از انسان‌ها می‌توانند میدان مغناطیسی زمین را احساس کنند

شواهد تجربی جدیدی که به‌تازگی در مجله‌ی علمی eNeuro منتشر شده، نشان می‌دهد که مغز انسان قادر به پاسخگویی به میدان مغناطیسی زمین است، هرچند در سطح ناخودآگاه.

این موضوع مشخص نیست که آیا توانایی ظاهری ما برای درک میدان مغناطیسی مزیتی هم برایمان دارد یا نه؛ شاید این یک صفت بازمانده‌ی ژنتیکی است که از گذشته‌های دور در ما به‌جای مانده است. اما باتوجه‌به یافته‌های جدید، پژوهشگران باید پژوهش‌های بیشتری انجام دهند تا ببینند آیا قابلیت درک میدان مغناطیسی در رفتار یا توانایی‌هایی نظیر جهت‌یابی فضایی نقش دارد یا نه.

درک میدان مغناطیسی هم در بی‌مهرگان و هم در مهره‌داران دیده می‌شود و احتمالا قابلیتی است که از زمان‌های بسیار دور وجود داشته است. بعضی از باکتری‌ها و پروتوزوآها نیز این توانایی را دارند همان‌طور که برخی از پرندگان و لاک‌پشت‌های دریایی نیز از این قابلیت برخوردار بوده و از این حس اضافه برای کمک به جهت‌یابی خود استفاده می‌کنند. سگ‌ها نیز نسبت‌به میدان مغناطیسی زمین حساس هستند و هنگام دفع مدفوع، بدن خود را در راستای محور شمال-جنوب قرار می‌دهند.

در حدود ۳۰ سال پیش، دانشمندان در راستای درک اینکه آیا انسان‌ها نیز دارای قابلیت مشابهی هستند یا خیر، پژوهش‌هایی انجام دادند ولی نتوانستند چیزی کشف کنند. در بیشتر موارد، نتایج این تلاش‌ها نامطمئن یا بی‌نتیجه بود یا اینکه تکرارپذیر نبود. بنابراین دانشمندان تا حد زیادی تسلیم شدند و باور کردند که درک میدان مغناطیسی خارج از قلمرو توانایی‌های انسانی است.

میدان‌های مغناطیسی ضعیف روی الگوهای امواج مغزی انسان‌ها تاثیر می‌گذارند. این تصویر نورون‌هایی که امواج مغزی را تولید می‌کنند، نشان می‌دهد (به رنگ سبز)

در سال‌های پس از آن، پژوهش‌هایی که روی حیوانات انجام شد، نشان می‌داد که درک میدان مغناطیسی نتیجه‌ای از پردازش‌های عصبی پیچیده‌ است و بر این اساس، تنی چند از عصب‌شناسان باتوجه‌به قابلیت‌های مغز انسان، تصمیم گرفتند که دوباره این موضوع را مورد بررسی قرار دهند. جوزف کیشوینک، یکی از این دانشمندان می‌گوید:

رویکرد ما تمرکز بر فعالیت امواج مغزی بود. اگر مغز به میدان مغناطیسی پاسخ ندهد، پس میدان مغناطیسی از هیچ راهی نمی‌تواند روی رفتار فرد تاثیر بگذارد. مغز برای اینکه بتواند روی چیزی عمل کند، باید ابتدا آن را درک کند. چیزی به‌عنوان «درک خارج حسی» وجود ندارد. آن‌چه ما نشان داده‌ایم این است که این یک سیستم حسی طبیعی در انسان‌ها است، درست به‌همان شکلی که در بسیاری از حیوانات دیده می‌شود.

پژوهشگران برای بررسی اینکه آیا مغز انسان قادر به درک میدان مغناطیسی است یا نه، آزمایشی انجام دادند. در این آزمایش از فضای مخصوصی استفاده شد که هرگونه تداخل خارجی را که می‌توانست روی نتایج تأثیرگذار باشد، حذف می‌کرد.

نمایشی از محیط آزمایش

این محفظه‌ی ایزوله که در آن امواج مغزی شرکت‌کنندگان با استفاده از الکتروانسفالوگرام (EEG) تحت نظارت قرار می‌گرفت، درون یک قفس فارادی قرار داشت که از تمام محتویات داخلی، دربرابر میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی محافظت می‌کرد. سه مجموعه‌ی عمود بر هم از سیم‌پیچ‌های مربعی به نام «سیم‌پیچ‌های مریت» به پژوهشگران این امکان را می‌داد که بتوانند میدان‌های مغناطیسی را در اطراف سر شرکت‌کنندگان کنترل کنند.

صفحات آکوستیک نصب‌شده روی دیوارها موجب کاهش سروصدای ناشی از ساختمان می‌شد و صندلی چوبی و کف عایق، از ایجاد هرگونه تداخل ناخواسته با سیم‌ییچ‌های مغناطیسی ممانعت می‌کردند. یک EEG باتری‌دار کنار شرکت‌کننده قرار داده می‌شد و ازطریق کابل فیبر نوری به کامپیوتری که در اتاق دیگری وجود داشت، متصل می‌شد. در طول این آزمایش‌ها، شرکت‌کنندگان طوری می‌نشستند که سرشان نزدیک مرکز میدان مغناطیسی قرار گیرد و در همان حال داده‌های EEG حاصل از ۶۴ الکترود جمع‌آوری می‌شدند.

این آزمایش‌های یک‌ساعته که در آن جهت میدان‌های مغناطیسی به‌طور مکرر تغییر می‌کرد، در تاریکی مطلق انجام شدند. در این آزمایش، ۳۴ فرد داوطلب بالغ در صدها آزمایش شرکت کردند. همه‌ی این آزمایش‌ها از نوع آزمایش دوسو کور بوده و گروه‌های کنترل نیز درنظر گرفته شده بودند. در این آزمایش‌ها هیچ‌کدام از شرکت‌کنندگان قادر نبودند زمان تغییر میدان مغناطیسی را تشخیص دهند، اما داده‌های EEG چهار نفر از شرکت‌کننده‌ها حکایت دیگری داشت.

داده‌های EEG که نشان‌دهنده‌ی شدت امواج آلفایی است که تحت‌تاثیر میدان‌های مغناطیسی قرار گرفته‌اند

در مغز این چهار نفر، یک پاسخ قوی دربرابر چرخش‌های میدان مغناطیسی آزمایشی که مشابه میدان مغناطیسی زمین بود، مشاهده شد. تحریک مغناطیسی موجب کاهش دامنه‌ی امواج آلفا شد، پاسخی که در آن شرکت‌کنندگان حتی مدت‌ها پس از آزمایش اولیه هنوز قابل تکرار بود. ظاهرا دو چرخش ساده‌ی میدان مغناطیسی آغازگر این واکنش مغزی بود.

ریتم آلفا موجی است که نورون‌های مغز آن را وقتی افراد در حال پردازش اطلاعات حسی خاص یا انجام وظیفه‌ی خاصی نیستند، تولید می‌کنند. وقتی تحریک ناگهان وارد شده و توسط مغز پردازش می‌شود، ریتم آلفا به‌طور کلی کاهش می‌یابد. کاهش دامنه‌ی امواج آلفا که در جریان این آزمایش‌ها مشاهده شد، نشان می‌دهد که مغز میدان مغناطیسی را به‌عنوان نوعی محرک مورد پردازش قرار داده است اما هدف عصبی یا نتیجه‌ی این پردازش مشخص نیست. اما این مشاهده اکنون اساسی برای آغاز اکتشاف رفتاری درک میدان مغناطیسی در انسان‌ها فراهم کرده است. پژوهشگران نمی‌دانند که مغز انسان چگونه می‌تواند میدان‌های مغناطیسی را حس کند اما کیشوینک یک تئوری دارد. او می‌گوید:

شاید سلول‌های حسی اختصاصی در مغز وجود دارند که حاوی کریستال‌های مغناطیسی ریزی هستند. در حال حاضر این تنها تئوری است که می‌تواند تمام این نتایج را تفسیر کند و در تأیید آن، داده‌های فیزیولوژیکی مستقیمی روی حیوانات موجود است.

کیشوینک و همکارانش در سال ۱۹۹۲، کریستال‌های مغناطیسی بیوژنیک را از مغزهای انسانی جدا کردند. او می‌گوید:

درک میدان مغناطیسی در حیوانات یک سیستم حسی طبیعی است، درست مانند بینایی، شنوایی، چشایی، بویایی، گرانش و دما. تمام این سیستم‌ها دارای سلول‌های خاصی هستند که ذرات نور، امواج صوتی یا هرچیز دیگری را تشخیص می‌دهند و سیگنال‌هایی را به مغز می‌فرستند، مانند کاری که یک میکروفون یا دوربین ویدئویی متصل به یک کامپیوتر انجام می‌دهد. اما بدون وجود نرم‌افزار در سیستم کامپیوتر، میکروفون یا دوربین ویدئویی کار نخواهد کرد. ما می‌گوییم که نوروفیزیولوژی انسان با یک مغناطیس‌سنج تکامل یافته و مغز ما دارای نرم‌افزار اجرایی پردازش سیگنال‌ها است.

مایکل وینکلهوفر از مؤسسه‌ی زیست‌شناسی و علوم زیست‌محیطی دانشگاه اولدنبورگ با ابراز علاقه به مطالعه‌ی جدید می‌گوید که آن‌ها هرکاری برای خارج کردن نویزهایی که به‌طور معمول هنگام ثبت فعالیت الکتریکی مغز رخ می‌دهند، انجام داده‌اند. او می‌گوید:

توصیف روش اجرا و مدل‌ها چنان دقیق است که مطالعه به آسانی قابل تکرار است. برای اولین‌بار در انسان، پاسخ‌های آشکار مغزی دربرابر تغییر میدان مغناطیسی مشاهده شده است. حتی اگر درک میدان مغناطیسی در شرکت‌کنندگان خودآگاه نبود، ولی واکنش مغز آشکار بود.

این مطالعه از دیگر دانشمندان دعوت می‌کند تا برای درک مکانیسمی که ازطریق آن میدان مغناطیسی موجب برانگیخته شدن فعالیت نورونی می‌شود، وارد پژوهش شوند. کنت لوهمن از دانشگاه کارولینای شمالی گفت که این یک مطالعه‌ی جذاب و انگیزاننده است. با توجه با اینکه برخی از دیگر حیوانات می‌توانند میدان مغناطیسی زمین را حس کنند، اصلا بعید نیست که انسان‌ها نیز این توانایی را داشته باشند. بااین‌حال او معتقد است که این نتایج باید با احتیاط تفسیر شوند. او می‌گوید:

اینکه ما تغییرات ظریف فعالیت مغز را در پاسخ به یک میدان مغناطیسی ضعیف ببینیم، یک موضوع است و اینکه بتوانیم نشان دهیم که انسان‌ها واقعا می‌توانند میدان مغناطیسی را تشخیص دهند و از آن به‌شیوه‌ی معناداری استفاده کنند، موضوع دیگری است.

درواقع فعلا باید با همین مشاهده که مغز انسان می‌تواند امواج مغناطیسی را درک کند، راضی باشیم. پژوهشگران اکنون باید کشف کنند که چرا انسان‌ها درک میدان مغناطیسی دارند و آیا این قابلیت تا حدی به رفتار ما سرایت می‌کند یا نه. به هر حال مطالعات هیجان‌انگیزی در راه هستند.