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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. Esta última característica exclui completamente o chamado mecanismo da “bússola quântica” ou “criptocromo”, que é popular hoje em dia na literatura animal sobre magnetorecepção. Nossos resultados são consistentes apenas com as células magnetoras funcionais baseadas na hipótese biológica da magnetita. Observe que um sistema baseado em magnetita também pode explicar todos os efeitos comportamentais em aves que promoveram o surgimento da hipótese da bússola quântica.
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 sentaram-se 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.
Os seres humanos têm um senso magnético? Os biólogos sabem que os outros animais sim.
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| O estudo foi publicado nas revistas científicas: eNeuro - ScienceAlert - LiveScience |
Os cientistas tentaram investigar se os humanos pertencem à lista de organismos magneticamente sensíveis.
Por décadas, tem havido um vai-e-vem entre relatórios positivos e fracassos para demonstrar a característica nas pessoas, com uma controvérsia aparentemente interminável.
Por décadas, tem havido um vai-e-vem entre relatórios positivos e fracassos para demonstrar a característica nas pessoas, com uma 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. Portanto, nosso grupo de pesquisa, incluindo um biólogo geofísico, um neurocientista cognitivo e um neuroengenheiro, adotou outra abordagem. O que descobrimos, indiscutivelmente, fornece a primeira evidência neurocientífica concreta de que os humanos têm um senso geomagnético.
Como funciona um sentido geomagnético biológico?
A vida na Terra está exposta ao sempre presente campo geomagnético do planeta, que varia em intensidade e direção ao longo da superfície planetária.
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, esse campo magnético é bastante fraco, cerca de 100 vezes mais fraco que o de um imã de geladeira.
Na superfície da Terra, esse campo magnético é bastante fraco, cerca de 100 vezes mais fraco que o de um imã de geladeira.
Nos últimos 50 anos, cientistas mostraram que centenas de organismos em quase todos os ramos dos reinos bacteriano, protista e animal têm a capacidade de detectar e responder a esse campo geomagnético.
Em alguns animais - como as abelhas melíferas - as respostas comportamentais geomagnéticas são tão fortes quanto as respostas à luz, ao odor ou ao toque. Os biólogos identificaram fortes respostas em vertebrados que variam de peixes, anfíbios, répteis, numerosas aves 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.
Em alguns animais - como as abelhas melíferas - as respostas comportamentais geomagnéticas são tão fortes quanto as respostas à luz, ao odor ou ao toque. Os biólogos identificaram fortes respostas em vertebrados que variam de peixes, anfíbios, répteis, numerosas aves 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.
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| Correntes de magnetosomes de um salmão-vermelho. Mann, Sparks, Walker e Kirschvink, 1988, CC BY-ND |
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 as células vivas têm a capacidade de construir nanocristais da magnetita mineral ferromagnética - basicamente minúsculos ímãs de ferro. Cristais biogênicos de magnetita foram vistos pela primeira vez nos dentes de um grupo de moluscos, depois em bactérias, e depois em uma variedade de outros organismos, desde protistas e animais, como insetos, peixes e mamíferos, inclusive dentro dos tecidos do cérebro humano.
No entanto, os cientistas não consideram os seres humanos como organismos magneticamente sensíveis.
Manipulando o campo magnético
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Desenho esquemático da câmara de teste de magnetorecepção humana no Caltech. Modificado de 'Center of attraction' por C. Bickel (Hand, 2016) |
Em nosso novo estudo, pedimos a 34 participantes que simplesmente sentassem em nossa câmara de testes enquanto registrávamos diretamente a atividade elétrica em seus cérebros com eletroencefalografia (EEG). Nossa gaiola de Faraday modificada incluiu um conjunto de bobinas de 3 eixos que nos permitiram 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 movimentar a cabeça da maneira apropriada em primeiro lugar.
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 rotacionados passivamente 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 magnético
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 acontece 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 for mais do que 25% 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 aumentassem a força do campo magnético para "ajudar" os indivíduos a detectá-lo, poderiam ter assegurado que o cérebro dos participantes o ignorasse.
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| ESA |
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 sentaram-se 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 para o cérebro - uma capacidade sensorial anteriormente desconhecida na mente humana subconsciente. A extensão total da nossa herança magnética continua a ser descoberta.