Лабораторные эксперименты показали, что наш мозг реагирует на изменения магнитного поля Земли.
Многие рыбы, насекомые и, конечно, птицы способны ориентироваться за счет магниторецепции — особого чувства, позволяющего ощущать направление глобального магнитного поля Земли. Считается, что люди им не обладают, однако эксперименты, поставленные с контролируемыми магнитными полями в лаборатории, показали, что и нам в определенной степени магниторецепция доступна.
Но если птицам в этом помогает специализированный чувствительный белок, то как происходит восприятие магнетизма в нашем организме, пока полная загадка.
О новых экспериментах команда ученых из США и Японии рассказывает в статье, опубликованной в журнале eNeuro. Шиньсюке Шимоджо (Shinsuke Shimojo), Джозеф Киршвинк (Joseph Kirschvink) и их коллеги отобрали 26 добровольцев и помещали их по одному в темном, шумоизолированном помещении. Внутри ученые создавали искусственное магнитное поле той же мощности, что и геомагнитное поле у поверхности Земли, но при этом могли свободно менять направление его силовых линий. Пока магнитное поле вращалось, активность мозга каждого добровольца регистрировалась с помощью электроэнцефалографа (ЭЭГ).
Схема экспериментальной камеры и полученных результатов ЭЭГ / ©Science, Caltech
По словам авторов, такая постановка эксперимента позволила сымитировать естественные изменения направлений геомагнитного поля при движении. При этом тело оставалось неподвижным, так что уровень сенсомоторных сигналов был минимальным, позволяя лучше рассмотреть слабые детали активности мозга. Эти данные сравнивали с данными ЭЭГ людей, сидевших в темной комнате, магнитное поле в которой никак не менялось.
Обнаружилось, что при вращении магнитного поля против часовой стрелки волны альфа-ритма мозга заметно ослабевают – их амплитуда падает в среднем на четверть.
Альфа-волны связывают с состоянием расслабленного бодрствования, когда человек не сосредоточен на зрении или воображении. Они ослабевают, как только мозг начинает активно обрабатывать сенсорную информацию. Такое падение отмечалось и у добровольцев при изменении магнитного поля внутри помещения. За доли секунды альфа-волны могли ослабевать на величину до 60 процентов, указывая, что мозг при этом занят анализом сенсорных данных. Каким образом происходит восприятие магнитных полей, да и зачем вообще крупным приматам вроде нас нужно это «дополнительное» чувство, пока остается неясным.
Анимация показывает изменения амплитуды альфа-волн мозга в ответ на вращение магнитного поля. Ее падение отображается цветами от зеленого до синего: видно, что оно наблюдается при вращении против часовой стрелки (слева), но не по ней (в центре) или при стабильном положении линий магнитного поля (справа) / ©Connie X. Wang, Caltech
Неожиданно и то, что падение альфа-волн вызывало только вращение магнитного поля против часовой стрелки (направление вниз), как это происходит в северном полушарии Земли. При обратном направлении (вверх) изменений на ЭЭГ не наблюдалось — так, словно мозг игнорировал заведомо ложный сигнал и не концентрировался на нем. Способность «отключать» магниторецепцию действительно проявляют некоторые животные, встретившись с нарушенными, «странными» магнитными полями — например, во время грозы. Интересно, какие результаты покажут аналогичные эксперименты с жителями южного полушария.
«Аристотель описал пять чувств, включая зрение, слух, вкус, обоняние и осязание, — говорит Джозеф Киршвинк, профессор Калифорнийского технологического института. — Однако он не рассматривал ощущения гравитации, температуры, боли, баланса и некоторых внутренних стимулов, которые, как мы теперь понимаем, являются полноправной частью нашей нервной системы. Изучение наших животных предков показывает, что восприятие геомагнитного поля тоже может войти в этот ряд — в качестве уже не шестого, а 10-го, а может, и 11-го чувства».