發現人新「第六感」——感應磁場的能力(全)

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我們人類體內確有一直工作的磁感應受體

01

動物可感應磁場

2014年，美國海軍研究辦公室（Office of Naval Research）展開了花費385萬美元、為期四年的科研項目：研究人類的第六感，即人類預感與直覺背後的形成機制。據五角大樓的說法，這一項目的啟動源於2006年伊拉克戰爭中，美軍一名軍官憑藉直覺成功預判到了附近的一個簡易爆炸裝置，從而避免了意外的人員傷亡。

然而我們都知道鳥類、魚依靠磁感應做出遷徙行為，為何我們人類貌似已經喪失了這種感應能力了呢？

德國和捷克科學家在研究紅狐捕獵行為時發現，紅狐的地磁感應可以輔助其成功捕到獵物（身體傾向於大致朝向東北方向來捕獵）。

鳥類能感應到磁場，蜜蜂也能感應到磁場，喬·科什維克（Joe Kirschvink）立志要查明真相。

他手機裡有一個磁強計App，可以探測到松井身上的磁性粉塵——以及其他任何隱匿的會影響到實驗準確性的磁性物質。「我要確保沒人作弊，」科什維克打趣地說。

他們的實驗室位於學校的地下二層，是一間擁有磁屏蔽牆的無塵室。角落裡，一臺液氦泵正在運轉，發出輕微的嘶嘶聲，冷卻一些科什維克用來探測各類微小磁場（從鳥嘴上的到火星隕石裡的）的超導裝置。

在20世紀的大多數時間裡，磁感應能力的研究似乎就和佔卜術、心靈感應的研究一樣，令人敬而遠之。

不過，時至今日，大家都已接受了這個事實：許多動物都能隨心所欲地感應到在我們看來十分微弱的地磁場。

在它們的環球旅行途中，身體裡內置一個靠譜的指南針，確實意義重大。

來自德國和捷克的12名科學家在兩年內觀察了37隻犬種，在匯總了在1893次排便和5582次排尿後發現，狗在大小便時，會依靠磁場讓自己保持朝南或朝北的姿態。

近年來，研究者還發現，一些不需要大規模遷徙的動物也有這種感知磁場的能力，比如，龍蝦、蠕蟲、蝸牛、青蛙、蠑螈等。

哺乳動物似乎同樣對地磁場有反應：實驗表明，林鼠和鼴鼠會利用地磁磁力線安家；牛和鹿在吃草時也會沿磁力線調整自己的身體。

02

動物磁感受器發現

地磁場的成因在於地球的液態外核，它與偏軸條形磁鐵產生的磁場類似。地磁場其實很微弱，強度大約是25微特斯拉（赤道附近）到60微特斯拉（兩極附近）——磁共振成像（fMRI）時的磁場強度是其10萬倍以上。

某些動物，比如鳥類，主要靠感知地磁磁力線及其傾角來導航。還有一些動物，比如海龜，則能全方位地感知地磁場。它們似乎還能感應到地殼上的磁性巖石對地磁強度的細微改變。

2012年，他在《科學》（Science）期刊上發表了一篇論文。該論文證明了，鴿子內耳中的某些特定神經元確實與感知磁場有關，它們會對磁場的方向、極性以及強度產生回應。

目前，科學家們已經就這個問題形成了兩種截然相反的觀點。一種觀點認為，磁場會觸發名為隱花色素（cryptochrome）的蛋白質的量子化學反應。隱花色素是存在於視網膜中的一種蛋白質，但目前我們還不清楚，它是如何控制神經迴路的。

另一種觀點則認為，動物磁受體細胞之中存在著許多微小磁針，而這些受體細胞要麼位於動物鼻子後面的三叉神經附近，要麼位於動物內耳中。持這種觀點的科學家認為，這些小磁針由稱作「磁鐵石」的強磁性鐵礦物質構成，能夠以某種方式開關神經通路。科什維克支持第二種觀點。

人類身上也發現了相同的候選磁感應受體，所以，是否我們也有感知磁場的能力？「也許，我們是在走向文明的過程中逐漸喪失了這種能力，」德國奧爾登堡大學生物物理學家麥可·溫克霍費爾說。

要麼就像科什維克想的那樣，我們身上的這些磁感應器官可能退化了，就好比鴕鳥的翅膀。

「這是我們人類地球生命進化歷史的一部分。感應磁場的能力也許就是我們與生俱來的第六感。」——喬·科什維克，帕薩迪納加州理工學院地球物理學家

1972年的一天，教授手上拿著一片石鱉（一種軟體動物）的舌形板，然後用一塊條形磁鐵吸著它前進。石鱉的牙齒上都覆蓋著小磁石。「當時，我驚呆了，」科什維克回憶道，「一般來說，地質學家通常在火成巖中尋找和發現磁石。在動物身上找到這種物質，在生物化學這個領域內可以說是非比尋常。」

多年來，科學家們始終認為，石鱉之所以進化出了在身體內合成磁石的能力，僅僅是因為這些堅硬的礦物質能夠讓它們的牙齒更健康、更強大。

不過，1975年，在麻薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所工作的理察·布萊克莫爾（Richard Blakemore）提出，在某些細菌體內，磁石就是磁感受器。

在研究科德角沼澤泥細菌的過程中，布萊克莫爾發現，當他在玻璃載片附近移動磁鐵時，這些細菌會朝著磁鐵衝過來。

他還發現，這些微生物體內攜帶著磁晶體鎖鏈，後者迫使細胞沿著地磁場磁感線排列（在馬塞諸塞州，地磁磁感線以70°的角度指向地面，朝向北極）。

布萊克莫爾研究的細菌就像漂浮的小磁針一樣，知曉自己究竟是在泥土中向上運動還是向下運動。它們可以更有效率地在這種環境下移動。

對科什維克來說，它們的存在表明，生物對磁場的感應古已有之，其誕生之日甚至可能早於地球上第一批真核生物出現的時間。

「我覺得，原初線粒體其實就是磁性細菌，」科什維克如是說。如果他所言不虛，那就意味著所有的真核生物都有感應磁場的潛能。

那南半球的磁性細菌會朝哪個方向移動呢？

為了尋找與布萊克莫爾研究對象對應的南半球微生物，科什維克特地飛往澳大利亞。

「我只帶了磁鐵和放大鏡過去，」他說，「那地方到處都是磁性細菌。」觀察結果確定無誤地表明，南半球的這些生物朝著南極移動。它們進化出了能夠搜尋南極的磁晶體鏈。

03

人類感磁實驗

科什維克不知道的是，當時在超凡卓絕的英國曼徹斯特大學生物學家羅賓·貝克（Robin Baker）已經把研究生物磁感應能力的目光投向了體型更大、更為高級的動物：人類。

在一系列實驗中，貝克從一個所謂的「起點」處，將一些蒙著眼睛的學生帶上了一輛「雷諾-夏爾巴人」麵包車，接著載著他們七彎八繞地開進了鄉下，最後詢問他們起點處在哪個方向。

在1980年《科學》期刊上的一篇文章中，貝克指出了這項研究結果的一些神奇之處：「學生們幾乎總能指對起點的大致方向。但是，當在他們戴的眼罩鬆緊帶內裝上條形磁鐵時，他們的表現就差了許多。

然而，那些鬆緊帶內裝著黃銅棒的對照組學生則仍舊保有這種疑似感應磁場的能力。」

在後來開展的變體實驗中，貝克聲稱，在「徒步」實驗和「椅子」實驗裡都發現了人類有感知磁場的能力。前者的實驗過程是，研究人員領著蒙著眼的被試七彎八繞地走上一段路，再讓他們指出起點的方向。

而後者的實驗過程則是，讓被試坐在椅子上轉圈，之後再讓他們辨明基本方向。貝克還把他的某些實驗搬上了電視熒幕，也出現了很多反對學者。

1981年，當貝克在美國東北部的幾所大學作巡迴再現實驗時，然而，無論是在普林斯頓還是其他大學，貝克的再現實驗都失敗了。

1983年，貝克又在發表在《自然》上的一篇論文中聲稱，人類竇骨帶有磁性。科什維克隨後證明，貝克會得出這個實驗結果是因為實驗中沒有剔除外界幹擾因素。1985年，科什維克想要重複貝克的椅子實驗，但結果失敗了。

之後科什維克讓學生們帶上帶有電磁線圈的金屬手套進行實驗。「讓人惱火的是，雖然我們的實驗結果不壞，」他說，「但是，我們總是無法重複它們。」

但他的腦海中「沒有一絲一毫的懷疑：人體確實能夠探測並且利用地磁場」。

04

人腦磁感應新發現

研究人員讓被試進入一個黑暗的金屬籠中，再對整個籠子施加磁場，以此來測試人體是否有潛在的磁第六感。

科什維克磁學實驗室的隔壁就是他測試人類被試的房間。房間裡擺著個四周都是薄鋁板的籠子，也就是我們熟知的法拉第籠，大小剛好能夠容納一個人。

這個籠子的作用是為了屏蔽外界的電磁幹擾——比如電腦、電梯，甚至廣播電臺發出的電磁波——這些都有可能干擾實驗。「法拉第籠很重要，是我們這個實驗的關鍵。「

之前，溫克霍費爾在奧爾登堡大學的同事亨裡克·莫裡岑（Henrik Mouritsen）進行的一項實驗表明，外界的電磁幹擾會導致歐亞鴝不能正確判斷磁場方向。之後，科什維克便引入了這個法拉第籠。

雜散電磁場很有可能會影響可能存在的任何人體「羅盤」，科什維克說，並且當它和調頻廣播電臺發出的電磁波頻帶重合時，幹擾效應最為強烈。

這就解釋了為什麼貝克的實驗能夠在曼徹斯特大學取得成功，在美國東北部卻屢遭失敗——當時，曼徹斯特還沒有功率強大的調頻廣播站，但美國東北部有。

在當前的實驗設置下，法拉第籠裡內襯著許多裝有名為梅裡特線圈的方形線圈。當線圈內有電流通過時，法拉第籠的中央就會產生一個均勻磁場。這些梅裡特線圈按照三個互相垂直的方向排布，這樣，實驗員便能控制磁場的方向。

籠內還有一把木質椅子，其不得不使用金屬的部分也都用了沒有磁性的材料：支架用了鋁合金，螺釘螺帽用了黃銅。椅子上面掛著一件磁通門磁強計，用以檢測籠內磁場強度。

科什維克、下條和間谷的想法是，在法拉第籠內製造一個強度與地磁場相仿的旋轉磁場，然後再去檢測記錄被試大腦反應的腦電圖圖像。

雖然這麼做無法確定人體內可能存在的磁場感受器究竟在哪兒，但已經足夠認證人究竟是否有磁第六感，且不用去理會那些經常出現的模稜兩可、會干擾判斷的人類行為。

實驗開始於2014年年末。科什維克本人是「人類被試1號」。而「人類被試19號」則是從間谷實驗室借調來的松井貴佑。

間谷實驗室位於東京，是模仿科什維克實驗室搭建的，實驗環境也相仿，當時正在重複科什維克的實驗。

松井會在籠內徹頭徹尾的黑暗中待上整整一個小時。與此同時，一套自動運行的程序會完成全部8項測試。在半數測試中，人造磁場的強度大致相當於地磁場緩慢地在被試頭部周圍旋轉。

而在另一半測試中，梅裡特線圈產生的磁場會被撤走，這樣，籠內起作用的就只剩下了天然的地磁場。

至於哪些測試用上人造磁場，哪些不用，完全是隨機的，目的是不讓實驗人員和被試知道究竟哪個是哪個。

2016年4月在倫敦大學皇家霍洛威學院召開的這屆大會則全是討論磁感應能力的。

會上，研究者給出了蟑螂和箭毒蛙擁有磁感應能力的證據。英國牛津大學物理化學家彼得·霍爾（Peter Hore）為他的工作作了報告：證明隱花色素系統的量子行為可以讓該系統對磁場的感應比實驗室實驗預測的還要精準。

北京大學生物物理學家謝燦則提出了頗具爭議的論斷：他在果蠅視網膜中發現了一種磁鐵結構的複合物，其周圍包裹著隱花色素蛋白質。他認為，那就是我們一直在尋找的磁感應受體。

在學會第一天的最後一場講座中，科什維克走上講臺，公布了可能是最有爆炸性的新聞。

當人造磁場逆時針旋轉時——相當於被試看向右側——被試大腦發出的α波顯著減少。

在腦電圖圖像中，α波的減少意味著大腦正在處理信息：由於實驗的唯一變量就是磁場，那也就是說，磁場激活了某一群神經元。

神經元反應有幾百毫秒的延遲，科什維克認為，這種程度的延遲恰恰是大腦對磁場給出的積極回應。

磁場也同樣有可能在大腦中誘發電流，而這種電流也會產生類似的腦電波圖像——但如果是這樣的話，這種變化應當立即出現，沒有任何延遲。

當科什維克變磁場方向為向下，指向地板時（相當於被試抬頭往上看），他也發現了腦電圖上的一個類似變化。

雖然科什維克將這歸結為人類體內磁性羅盤的極性所致，但他其實不明白為什麼當磁場方向朝下或是逆時針時，α波才會發生變化，而不是磁場朝上或是順時針方向呢？

但是，實驗已經證明，我們人類體內確有一直工作的磁感應受體。

與會的其他學者則對此抱有謹慎樂觀的態度：若果真如此，那確實很令人驚喜。

兩個月後，也就是2016年6月，科什維克前往日本，和間谷的實驗小組一起處理數據、分析兩地實驗中的不同之處。間谷的實驗的法拉第籠和梅裡特線圈都要小得多——只夠容納被試的頭部，因此，被試必須躺著把頭伸進籠子。

然而，這個實驗小組也同樣開始看到能夠重複做出的腦電圖成像變化。「這個實驗絕對可以重複做出，哪怕這是在東京，」科什維克說，「研究人體磁場的大門正在打開。」

科什維克畢生的追求似乎終於修成正果，但又好像僅僅還只是一個開頭。紐西蘭的一位同行表示，他準備在南半球重複科什維克的實驗。

不過，此刻，他確實想要證明——「這是我們地球生命進化歷史的一部分。感應磁場的能力也許就是我們與生俱來的第六感。」

參考資料

1.轉自利維坦部分文章

2.Gegear RJ, Casselman A, Waddell S, Reppert SM.Cryptochrome mediates

lightght dependent magnetosensitivity in Drosophila. Nature, 2008, 454(7207

): 1014–1018.

3.Narasimamurthy R, Hatori M, Nayak SK, Liu F, Panda S,Verma IM. 

Circadian clock protein cryptochrome regulates the expression of 

proinflammatory cytokines. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, 109(31): 

12662–12667. 

4.https://theconversation.com/new-evidence-for-a-human-magnetic-sense-that-lets-your-brain-detect-the-earths-magnetic-field-113536 

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