برخي از انسان‌ها مي‌توانند ميدان مغناطيسي زمين را احساس كنند

شواهد تجربي جديدي كه به‌تازگي در مجله‌ي علمي eNeuro منتشر شده، نشان مي‌دهد كه مغز انسان قادر به پاسخگويي به ميدان مغناطيسي زمين است، هرچند در سطح ناخودآگاه.

اين موضوع مشخص نيست كه آيا توانايي ظاهري ما براي درك ميدان مغناطيسي مزيتي هم برايمان دارد يا نه؛ شايد اين يك صفت بازمانده‌ي ژنتيكي است كه از گذشته‌هاي دور در ما به‌جاي مانده است. اما باتوجه‌به يافته‌هاي جديد، پژوهشگران بايد پژوهش‌هاي بيشتري انجام دهند تا ببينند آيا قابليت درك ميدان مغناطيسي در رفتار يا توانايي‌هايي نظير جهت‌يابي فضايي نقش دارد يا نه.

درك ميدان مغناطيسي هم در بي‌مهرگان و هم در مهره‌داران ديده مي‌شود و احتمالا قابليتي است كه از زمان‌هاي بسيار دور وجود داشته است. بعضي از باكتري‌ها و پروتوزوآها نيز اين توانايي را دارند همان‌طور كه برخي از پرندگان و لاك‌پشت‌هاي دريايي نيز از اين قابليت برخوردار بوده و از اين حس اضافه براي كمك به جهت‌يابي خود استفاده مي‌كنند. سگ‌ها نيز نسبت‌به ميدان مغناطيسي زمين حساس هستند و هنگام دفع مدفوع، بدن خود را در راستاي محور شمال-جنوب قرار مي‌دهند.

در حدود ۳۰ سال پيش، دانشمندان در راستاي درك اينكه آيا انسان‌ها نيز داراي قابليت مشابهي هستند يا خير، پژوهش‌هايي انجام دادند ولي نتوانستند چيزي كشف كنند. در بيشتر موارد، نتايج اين تلاش‌ها نامطمئن يا بي‌نتيجه بود يا اينكه تكرارپذير نبود. بنابراين دانشمندان تا حد زيادي تسليم شدند و باور كردند كه درك ميدان مغناطيسي خارج از قلمرو توانايي‌هاي انساني است.

ميدان‌هاي مغناطيسي ضعيف روي الگوهاي امواج مغزي انسان‌ها تاثير مي‌گذارند. اين تصوير نورون‌هايي كه امواج مغزي را توليد مي‌كنند، نشان مي‌دهد (به رنگ سبز)

در سال‌هاي پس از آن، پژوهش‌هايي كه روي حيوانات انجام شد، نشان مي‌داد كه درك ميدان مغناطيسي نتيجه‌اي از پردازش‌هاي عصبي پيچيده‌ است و بر اين اساس، تني چند از عصب‌شناسان باتوجه‌به قابليت‌هاي مغز انسان، تصميم گرفتند كه دوباره اين موضوع را مورد مطالعه قرار دهند. جوزف كيشوينك، يكي از اين دانشمندان مي‌گويد:

رويكرد ما تمركز بر فعاليت امواج مغزي بود. اگر مغز به ميدان مغناطيسي پاسخ ندهد، پس ميدان مغناطيسي از هيچ راهي نمي‌تواند روي رفتار فرد تاثير بگذارد. مغز براي اينكه بتواند روي چيزي عمل كند، بايد ابتدا آن را درك كند. چيزي به‌عنوان «درك خارج حسي» وجود ندارد. آن‌چه ما نشان داده‌ايم اين است كه اين يك سيستم حسي طبيعي در انسان‌ها است، درست به‌همان شكلي كه در بسياري از حيوانات ديده مي‌شود.

پژوهشگران براي مطالعه اينكه آيا مغز انسان قادر به درك ميدان مغناطيسي است يا نه، آزمايشي انجام دادند. در اين آزمايش از فضاي مخصوصي استفاده شد كه هرگونه تداخل خارجي را كه مي‌توانست روي نتايج تأثيرگذار باشد، حذف مي‌كرد.

نمايشي از محيط آزمايش

اين محفظه‌ي ايزوله كه در آن امواج مغزي شركت‌كنندگان با استفاده از الكتروانسفالوگرام (EEG) تحت نظارت قرار مي‌گرفت، درون يك قفس فارادي قرار داشت كه از تمام محتويات داخلي، دربرابر ميدان‌هاي الكترومغناطيسي خارجي محافظت مي‌كرد. سه مجموعه‌ي عمود بر هم از سيم‌پيچ‌هاي مربعي به نام «سيم‌پيچ‌هاي مريت» به پژوهشگران اين امكان را مي‌داد كه بتوانند ميدان‌هاي مغناطيسي را در اطراف سر شركت‌كنندگان كنترل كنند.

صفحات آكوستيك نصب‌شده روي ديوارها موجب كاهش سروصداي ناشي از ساختمان مي‌شد و صندلي چوبي و كف عايق، از ايجاد هرگونه تداخل ناخواسته با سيم‌ييچ‌هاي مغناطيسي ممانعت مي‌كردند. يك EEG باتري‌دار كنار شركت‌كننده قرار داده مي‌شد و ازطريق كابل فيبر نوري به كامپيوتري كه در اتاق ديگري وجود داشت، متصل مي‌شد. در طول اين آزمايش‌ها، شركت‌كنندگان طوري مي‌نشستند كه سرشان نزديك مركز ميدان مغناطيسي قرار گيرد و در همان حال داده‌هاي EEG حاصل از ۶۴ الكترود جمع‌آوري مي‌شدند.

اين آزمايش‌هاي يك‌ساعته كه در آن جهت ميدان‌هاي مغناطيسي به‌طور مكرر تغيير مي‌كرد، در تاريكي مطلق انجام شدند. در اين آزمايش، ۳۴ فرد داوطلب بالغ در صدها آزمايش شركت كردند. همه‌ي اين آزمايش‌ها از نوع آزمايش دوسو كور بوده و گروه‌هاي كنترل نيز درانديشه متخصصين گرفته شده بودند. در اين آزمايش‌ها هيچ‌كدام از شركت‌كنندگان قادر نبودند زمان تغيير ميدان مغناطيسي را تشخيص دهند، اما داده‌هاي EEG چهار نفر از شركت‌كننده‌ها حكايت ديگري داشت.

داده‌هاي EEG كه نشان‌دهنده‌ي شدت امواج آلفايي است كه تحت‌تاثير ميدان‌هاي مغناطيسي قرار گرفته‌اند

در مغز اين چهار نفر، يك پاسخ قوي دربرابر چرخش‌هاي ميدان مغناطيسي آزمايشي كه مشابه ميدان مغناطيسي زمين بود، مشاهده شد. تحريك مغناطيسي موجب كاهش دامنه‌ي امواج آلفا شد، پاسخي كه در آن شركت‌كنندگان حتي مدت‌ها پس از آزمايش اوليه هنوز قابل تكرار بود. ظاهرا دو چرخش ساده‌ي ميدان مغناطيسي آغازگر اين واكنش مغزي بود.

ريتم آلفا موجي است كه نورون‌هاي مغز آن را وقتي افراد در حال پردازش اطلاعات حسي خاص يا انجام وظيفه‌ي خاصي نيستند، توليد مي‌كنند. وقتي تحريك ناگهان وارد شده و توسط مغز پردازش مي‌شود، ريتم آلفا به‌طور كلي كاهش مي‌يابد. كاهش دامنه‌ي امواج آلفا كه در جريان اين آزمايش‌ها مشاهده شد، نشان مي‌دهد كه مغز ميدان مغناطيسي را به‌عنوان نوعي محرك مورد پردازش قرار داده است اما هدف عصبي يا نتيجه‌ي اين پردازش مشخص نيست. اما اين مشاهده اكنون اساسي براي آغاز اكتشاف رفتاري درك ميدان مغناطيسي در انسان‌ها فراهم كرده است. پژوهشگران نمي‌دانند كه مغز انسان چگونه مي‌تواند ميدان‌هاي مغناطيسي را حس كند اما كيشوينك يك تئوري دارد. او مي‌گويد:

شايد سلول‌هاي حسي اختصاصي در مغز وجود دارند كه حاوي كريستال‌هاي مغناطيسي ريزي هستند. در حال حاضر اين تنها تئوري است كه مي‌تواند تمام اين نتايج را تفسير كند و در تأييد آن، داده‌هاي فيزيولوژيكي مستقيمي روي حيوانات موجود است.

كيشوينك و همكارانش در سال ۱۹۹۲، كريستال‌هاي مغناطيسي بيوژنيك را از مغزهاي انساني جدا كردند. او مي‌گويد:

درك ميدان مغناطيسي در حيوانات يك سيستم حسي طبيعي است، درست مانند بينايي، شنوايي، چشايي، بويايي، گرانش و دما. تمام اين سيستم‌ها داراي سلول‌هاي خاصي هستند كه ذرات نور، امواج صوتي يا هرچيز ديگري را تشخيص مي‌دهند و سيگنال‌هايي را به مغز مي‌فرستند، مانند كاري كه يك ميكروفون يا دوربين ويدئويي متصل به يك كامپيوتر انجام مي‌دهد. اما بدون وجود نرم‌افزار در سيستم كامپيوتر، ميكروفون يا دوربين ويدئويي كار نخواهد كرد. ما مي‌گوييم كه نوروفيزيولوژي انسان با يك مغناطيس‌سنج تكامل يافته و مغز ما داراي نرم‌افزار اجرايي پردازش سيگنال‌ها است.

مايكل وينكلهوفر از مؤسسه‌ي زيست‌شناسي و علوم زيست‌محيطي دانشگاه اولدنبورگ با ابراز علاقه به مطالعه‌ي جديد مي‌گويد كه آن‌ها هركاري براي خارج كردن نويزهايي كه به‌طور معمول هنگام ثبت فعاليت الكتريكي مغز رخ مي‌دهند، انجام داده‌اند. او مي‌گويد:

توصيف روش اجرا و مدل‌ها چنان دقيق است كه مطالعه به آساني قابل تكرار است. براي اولين‌بار در انسان، پاسخ‌هاي آشكار مغزي دربرابر تغيير ميدان مغناطيسي مشاهده شده است. حتي اگر درك ميدان مغناطيسي در شركت‌كنندگان خودآگاه نبود، ولي واكنش مغز آشكار بود.

اين مطالعه از ديگر دانشمندان دعوت مي‌كند تا براي درك مكانيسمي كه ازطريق آن ميدان مغناطيسي موجب برانگيخته شدن فعاليت نوروني مي‌شود، وارد پژوهش شوند. كنت لوهمن از دانشگاه كاروليناي شمالي گفت كه اين يك مطالعه‌ي جذاب و انگيزاننده است. با توجه با اينكه برخي از ديگر حيوانات مي‌توانند ميدان مغناطيسي زمين را حس كنند، اصلا بعيد نيست كه انسان‌ها نيز اين توانايي را داشته باشند. بااين‌حال او معتقد است كه اين نتايج بايد با احتياط تفسير شوند. او مي‌گويد:

اينكه ما تغييرات ظريف فعاليت مغز را در پاسخ به يك ميدان مغناطيسي ضعيف ببينيم، يك موضوع است و اينكه بتوانيم نشان دهيم كه انسان‌ها واقعا مي‌توانند ميدان مغناطيسي را تشخيص دهند و از آن به‌شيوه‌ي معناداري استفاده كنند، موضوع ديگري است.

درواقع فعلا بايد با همين مشاهده كه مغز انسان مي‌تواند امواج مغناطيسي را درك كند، راضي باشيم. پژوهشگران اكنون بايد كشف كنند كه چرا انسان‌ها درك ميدان مغناطيسي دارند و آيا اين قابليت تا حدي به رفتار ما سرايت مي‌كند يا نه. به هر حال مطالعات هيجان‌انگيزي در راه هستند.