Você tem uma bússola magnética na sua cabeça?

Você tem uma bússola magnética na sua cabeça?
Lightspring / Shutterstock.com

Os seres humanos têm um senso magnético? Biólogos sabem outros animais fazem. Eles acham que ajuda criaturas incluindo abelhas, tartarugas e pássaros navegar pelo mundo.

Os cientistas tentaram investigar se os humanos pertencem à lista de organismos magneticamente sensíveis. Durante décadas, houve um vai-e-vem entre relatórios positivos e falhas para demonstrar o traço nas pessoas, com controvérsia aparentemente interminável.

Os resultados mistos nas pessoas podem ser devidos ao fato de que praticamente todos os estudos anteriores dependiam de decisões comportamentais dos participantes. Se os seres humanos possuem um senso magnético, a experiência diária sugere que seria muito fraco ou profundamente subconsciente. Essas impressões fracas podem facilmente ser mal interpretadas - ou simplesmente perdidas - quando se tenta tomar decisões.

Então, nosso grupo de pesquisa - incluindo um biólogo geofísico, a neurocientista cognitivo e um neuroengenheiro - tomou outra abordagem. O que nós encontramos indiscutivelmente fornece o primeiro concreto neurocientífico evidência de que os humanos têm um senso geomagnético.

Como funciona um sentido geomagnético biológico?

A Terra é cercada por um campo magnético, gerado pelo movimento do núcleo líquido do planeta. É por isso que uma bússola magnética aponta para o norte. Na superfície da Terra, este campo magnético é bastante fraco, sobre 100 vezes mais fraco do que a de um imã de geladeira.

A vida na Terra está exposta ao sempre presente campo geomagnético do planeta (você tem uma bússola magnética em sua cabeça?)A vida na Terra está exposta ao sempre presente campo geomagnético do planeta, que varia em intensidade e direção ao longo da superfície planetária. Nasky / Shutterstock.com

Nos últimos 50, aproximadamente, os cientistas mostraram que centenas de organismos em quase todos os ramos da bactéria, protista e os reinos animais têm a capacidade de detectar e responder a esse campo geomagnético. Em alguns animais - como as abelhas - as respostas comportamentais geomagnéticas são tão forte quanto as respostas para iluminar, cheirar ou tocar. Os biólogos identificaram fortes respostas em vertebrados, variando de peixe, anfíbios, répteis, numerosos pássaros e uma variedade diversificada de mamíferos, incluindo baleias, roedores, morcegos, vacas e cães - o último dos quais pode ser treinado para encontrar um ímã de barra escondido. Em todos esses casos, os animais estão usando o campo geomagnético como componentes de suas habilidades de navegação e navegação, junto com outras sugestões como visão, olfato e audição.

Os céticos rejeitaram os primeiros relatos dessas respostas, em grande parte porque não parecia haver um mecanismo biofísico que pudesse traduzir o fraco campo geomagnético da Terra em fortes sinais neurais. Essa visão foi dramaticamente alterada pela descoberta de que células vivas têm o capacidade para construir nanocristais do ferromagnético magnetita mineral Basicamente, minúsculos ímãs de ferro. Cristais biogênicos de magnetita foram vistos pela primeira vez nos dentes de um grupo de moluscos, mais tarde bactériase, em seguida, em uma variedade de outros organismos que vão desde protistas e animais, como insetos, peixes e mamíferos, incluindo dentro dos tecidos do cérebro humano.


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No entanto, os cientistas não consideraram os seres humanos como organismos magneticamente sensíveis.

Manipulando o campo magnético

Em nosso novo estudo, pedimos aos participantes do 34 que simplesmente sentassem em nossa câmara de testes enquanto registrávamos diretamente a atividade elétrica em seus cérebros com eletroencefalografia (EEG). Nosso modificado Gaiola de Faraday incluímos um conjunto de bobinas de eixo 3 que nos permite criar campos magnéticos controlados de alta uniformidade através da corrente elétrica que percorremos através de seus fios. Como vivemos em latitudes médias do Hemisfério Norte, o campo magnético ambiental em nosso laboratório desce para o norte a cerca de 60 graus da horizontal.

Na vida normal, quando alguém gira a cabeça - digamos, balançando a cabeça para cima e para baixo ou virando a cabeça da esquerda para a direita - a direção do campo geomagnético (que permanece constante no espaço) mudará em relação ao crânio. Isso não é surpresa para o cérebro do sujeito, já que ele direcionou os músculos para mover a cabeça da maneira apropriada em primeiro lugar.

Os participantes do estudo sentaram-se na câmara experimental voltada para o norte (você tem uma bússola magnética na cabeça?)Os participantes do estudo sentaram-se na câmara experimental voltada para o norte, enquanto o campo apontando para baixo girou no sentido horário (seta azul) do noroeste para o nordeste ou no sentido anti-horário (seta vermelha) do nordeste para o noroeste. Laboratório de Campo Magnético, Caltech, CC BY-ND

Em nossa câmara experimental, podemos mover o campo magnético silenciosamente em relação ao cérebro, mas sem que o cérebro tenha iniciado qualquer sinal para mover a cabeça. Isso é comparável a situações em que sua cabeça ou tronco são passivamente rodados por outra pessoa, ou quando você é passageiro de um veículo que gira. Nesses casos, porém, seu corpo ainda registrará sinais vestibulares sobre sua posição no espaço, juntamente com as mudanças no campo magnético - em contraste, nossa estimulação experimental foi apenas uma mudança no campo magnético. Quando mudamos o campo magnético na câmara, nossos participantes não experimentaram nenhum sentimento óbvio.

Os dados do EEG, por outro lado, revelaram que certas rotações do campo magnético poderiam desencadear respostas cerebrais fortes e reproduzíveis. Um padrão EEG conhecido da pesquisa existente, chamado de alfa-ERD (dessincronização relacionada a eventos), geralmente aparece quando uma pessoa detecta e processa um estímulo sensorial. Os cérebros estavam "preocupados" com a mudança inesperada na direção do campo magnético, e isso desencadeou a redução da onda alfa. O fato de termos visto esses padrões de alfa-ERD em resposta a simples rotações magnéticas é uma forte evidência da magnetorecepção humana.

Vídeo mostra a queda dramática e generalizada da amplitude da onda alfa:


O vídeo mostra a queda dramática e generalizada da amplitude da onda alfa (cor azul profundo na cabeça mais à esquerda) seguindo as rotações no sentido anti-horário. Nenhuma queda é observada após a rotação no sentido horário ou na condição fixa. Connie Wang, Caltech

Os cérebros de nossos participantes só responderam quando o componente vertical do campo estava apontando para baixo a cerca de 60 graus (enquanto girando horizontalmente), como faz naturalmente aqui em Pasadena, Califórnia. Eles não respondiam a direções não naturais do campo magnético - como quando apontavam para cima. Sugerimos que a resposta seja ajustada aos estímulos naturais, refletindo um mecanismo biológico que foi moldado pela seleção natural.

Outros pesquisadores mostraram que os cérebros dos animais filtram os sinais magnéticos, respondendo apenas àqueles que são ambientalmente relevantes. Faz sentido rejeitar qualquer sinal magnético que esteja muito longe dos valores naturais, porque provavelmente é de uma anomalia magnética - um acendimento de iluminação, ou um depósito de magnetita no chão, por exemplo. Um relatório preliminar sobre aves mostrou que os robins pararam de usar o campo geomagnético se a força é mais do que cerca de 25 por cento diferente do que eles estavam acostumados. É possível que essa tendência seja o motivo pelo qual os pesquisadores anteriores tiveram dificuldade em identificar esse sentido magnético - se eles aumentou a força do campo magnético para “ajudar” os sujeitos a detectarem, eles poderiam ter assegurado que os cérebros dos sujeitos o ignorassem.

Além disso, nossa série de experimentos mostra que o mecanismo receptor - o magnetômetro biológico em seres humanos - não é indução elétrica, e pode distinguir o norte do sul. Este último recurso exclui completamente o chamado “Bússola quântica” ou “criptocromo” mecanismo que é popular nos dias de hoje na literatura animal sobre magnetorecepção. Nossos resultados são consistentes apenas com as células magnetoras funcionais baseadas no hipótese da magnetita biológica. Note que um sistema baseado em magnetita também pode explicar todos os efeitos comportamentais nas aves que promoveu a ascensão da hipótese da bússola quântica.

Cérebros registram deslocamentos magnéticos, subconscientemente

Nossos participantes estavam todos inconscientes das mudanças no campo magnético e suas respostas cerebrais. Eles sentiram que nada havia acontecido durante todo o experimento - eles apenas ficaram sozinhos em silêncio por uma hora. Por baixo, no entanto, seus cérebros revelaram uma ampla gama de diferenças. Alguns cérebros mostraram quase nenhuma reação, enquanto outros cérebros tinham ondas alfa que diminuíram para metade do seu tamanho normal após uma mudança de campo magnético.

Resta ver o que essas reações ocultas podem significar para as capacidades comportamentais humanas. As respostas fracas e fortes do cérebro refletem algum tipo de diferenças individuais na capacidade de navegação? Aqueles com respostas cerebrais mais fracas podem se beneficiar de algum tipo de treinamento? Podem aqueles com fortes respostas cerebrais serem treinados para realmente sentir o campo magnético?

Uma resposta humana aos campos magnéticos da força da Terra pode parecer surpreendente. Mas, dada a evidência da sensação magnética em nossos ancestrais animais, pode ser mais surpreendente se os humanos tivessem perdido completamente todas as partes do sistema. Até agora, encontramos evidências de que as pessoas têm sensores magnéticos de trabalho enviando sinais ao cérebro - uma capacidade sensorial anteriormente desconhecida na mente humana subconsciente. A extensão total da nossa herança magnética continua a ser descoberta.A Conversação

Sobre os Autores

Shinsuke Shimojo, Gertrude Baltimore Professor de Psicologia Experimental, California Institute of Technology; Daw-An Wu,, California Institute of Technologye Joseph Kirschvink, Nico e Marilyn Van Wingen, professor de Geobiologia, California Institute of Technology

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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