Für einige Kreaturen dient das Magnetfeld, das unseren Planeten umarmt, als Kompass für die Navigation oder Orientierung.
Zugvögel, Meeresschildkröten und bestimmte Arten von Bakterien zählen mit diesem eingebauten Navigationssystem zu den Arten. Aber was ist mit Menschen? Laut einer neuen Studie kann der Mensch auch das Erdmagnetfeld erfassen.
Die neue Studie, die heute (18. März) in der Zeitschrift eNeuro veröffentlicht wurde, liefert den ersten direkten Beweis aus Gehirnscans, dass Menschen dies tun können, wahrscheinlich durch magnetische Partikel, die im Gehirn verstreut sind.
Die Fähigkeit, das Magnetfeld zu erfassen, das als Magnetorezeption bezeichnet wird, wurde erstmals in den 1980er Jahren beim Menschen vermutet. Spätere Untersuchungen des Gehirns aus den 1990er Jahren fanden jedoch keine Hinweise auf diese Fähigkeit.
Mit dem Zugang zu neuen Datenanalysetechniken beschloss eine internationale Gruppe von Forschern, einen anderen Blick darauf zu werfen.
Das Magnetfeld manipulieren
Um zu untersuchen, ob Menschen das Magnetfeld wahrnehmen können, wurden 34 Erwachsene gebeten, in einer dunklen Testkammer zu sitzen, die mit großen quadratischen Spulen geschmückt ist. Durch diese Spulen flossen elektrische Ströme, die das Magnetfeld in der Kammer veränderten…
Die Intensität dieses Magnetfelds war ungefähr die gleiche wie die, die unseren Planeten umgibt, sagte die leitende Studienautorin Connie Wang, eine Doktorandin am California Institute of Technology. Zum Vergleich: Es ist ungefähr 100.000 Mal schwächer als die von MRT-Geräten, stellte Wang fest.
Den Teilnehmern wurde gesagt, sie sollten sich entspannen und die Augen schließen, während die Forscher das Magnetfeld um sie herum manipulierten. Während des Experiments maßen Elektroenzephalogramm-Geräte (EEG) eine Art Gehirnwelle, die als Alpha-Welle bezeichnet wird. Es ist bekannt, dass Alpha-Wellen in der Amplitude abnehmen, wenn das Gehirn ein Signal aufnimmt, sei es Sicht, Ton ... oder etwas Magnetisches.
Das Gehirn reagiert
Von den 34 Teilnehmern zeigten Gehirnscans von vier Personen starke Reaktionen auf eine Änderung des Magnetfelds: eine Verschiebung von Nordosten nach Nordwesten. Diese Verschiebung wäre dieselbe wie eine Person außerhalb der Kammer, die ihren Kopf schnell von links nach rechts bewegt, außer dass sich der Kopf eher durch das statische Magnetfeld als durch das Feld bewegt, das sich um ihn herum bewegt.
Bei den vier Personen nahm die Amplitude der Alpha-Gehirnwellen um bis zu 60 Prozent ab. Sie reagierten jedoch nur, wenn sich das Feld von Nordosten nach Nordwesten verlagerte - nicht in die andere Richtung.
"Wir hatten nicht wirklich eine asymmetrische Reaktion erwartet", sagte Wang gegenüber Live Science. Obwohl unklar ist, warum dies passiert ist, glauben die Forscher, dass es etwas Einzigartiges für Einzelpersonen sein könnte, genauso wie manche Menschen Rechtshänder und andere Linkshänder sind.
Einige Teilnehmer hatten auch eine starke Reaktion auf eine andere Reihe von Experimenten, die die Neigung des Feldes verschoben haben. Dies würde passieren, wenn Sie zwischen der nördlichen und der südlichen Hemisphäre reisen würden.
Um sicherzustellen, dass die Ergebnisse kein Zufall waren, wurden die Antwortenden der Studie einige Wochen später erneut getestet - und die Ergebnisse stimmten. Stuart Gilder, Professor für Geophysik an der Ludwig-Maximilians-Universität München, der nicht Teil der neuen Studie war, sagte, dass die wiederholten Ergebnisse die Studie überzeugend machten.
Gilder sagte, er betrachte die Feststellung, dass die meisten Menschen das Magnetfeld nicht als Zählung gegen die Studie wahrnehmen könnten, nicht, da die Fähigkeit in verschiedenen Gehirnen unterschiedlich ausgedrückt werden könne. "Einige Leute sind wirklich gut in Kunst und andere sind wirklich gut in Mathe", sagte Gilder gegenüber Live Science. Organe müssen sich nicht "gleich verhalten oder reagieren".
Dennoch wirft die Studie einige zusätzliche Fragen auf, bemerkte er. Wie würden Menschen beispielsweise das Feld wahrnehmen, wenn sie sich hingelegt hätten oder sich das Magnetfeld langsamer bewegt hätte?
Alte Navigation
Es ist unklar, warum manche Menschen zur Magnetorezeption fähig zu sein scheinen, aber theoretisch könnte die Fähigkeit bei der Orientierung helfen oder ein Überbleibsel einer Fähigkeit sein, die sich früh entwickelt hat, um Kreaturen - selbst alten Jägern und Sammlern - beim Navigieren zu helfen. "Viele Tiere nutzen das Magnetfeld der Erde zur Navigation", sagte Wang gegenüber Live Science. "Es gibt so viele verschiedene Kreaturen, die diesen Sinn haben, dass wir glauben, dass Menschen zumindest einige Überreste dieses Sinnes haben, auch wenn wir ihn in unserem täglichen Leben nicht mehr so oft verwenden."
Und es bleiben noch viele Fragen zur Magnetorezeption im Allgemeinen offen, wie sie funktioniert. In der Tat haben Wissenschaftler herausgefunden, wie die Magnetorezeption bei nur einer Art von Kreatur funktioniert: einer Art von Bakterien, die als magnetotaktische Bakterien bezeichnet werden. Diese Mikroben wandern entlang der Feldlinien des Magnetfelds unseres Planeten unter Verwendung von Magnetpartikeln, die als Magnetit (Fe3O4) bezeichnet werden.
Es ist bekannt, dass diese Magnetitpartikel seit Jahrzehnten im menschlichen Gehirn vorhanden sind - und sie wurden erstmals von Joseph Kirschvink, Professor für Geobiologie an der Caltech, gefunden, der der leitende Autor der neuen Studie ist.
Darüber hinaus ergab eine im August 2018 in der Zeitschrift Scientific Reports von Gilders Gruppe veröffentlichte Studie, dass diese magnetischen Partikel im gesamten menschlichen Gehirn verstreut waren. Ihre weit verbreitete Präsenz im Gehirn deutete darauf hin, dass die Partikel wahrscheinlich einem biologischen Zweck dienten, schlussfolgerten die Autoren dieser Studie.
Anmerkung des Herausgebers: Dieser Artikel wurde am 19. März aktualisiert, um zu verdeutlichen, dass magnetische Partikel in Mikroben nicht auf ein "Gehirn" beschränkt sind. Bakterien bestehen typischerweise aus einzelnen Zellen und haben daher kein Gehirn.
