Per alcune creature, il campo magnetico che abbraccia il nostro pianeta funge da bussola per la navigazione o l'orientamento.
Gli uccelli migratori, le tartarughe marine e alcuni tipi di batteri sono annoverati tra le specie con questo sistema di navigazione integrato. E gli umani? Secondo un nuovo studio, gli umani possono anche percepire il campo magnetico terrestre.
Il nuovo studio, pubblicato oggi (18 marzo) sulla rivista eNeuro, fornisce la prima prova diretta, dalle scansioni cerebrali, che gli umani possono farlo, probabilmente attraverso particelle magnetiche sparse nel cervello.
La capacità di rilevare il campo magnetico, chiamato magnetorecezione, fu inizialmente suggerita di esistere negli umani negli anni '80. Ma gli studi successivi sul cervello, degli anni '90, non hanno trovato prove dell'abilità.
Ma con l'accesso a nuove tecniche di analisi dei dati, un gruppo internazionale di ricercatori ha deciso di dare un'altra occhiata.
Manipolazione del campo magnetico
Per studiare se gli umani sono in grado di percepire il campo magnetico, a 34 adulti è stato chiesto di sedersi in una camera di prova scura ornata da grandi bobine quadrate. Le correnti elettriche hanno attraversato queste bobine, cambiando il campo magnetico nella camera ...
L'intensità di questo campo magnetico era quasi uguale a quella che circonda il nostro pianeta, ha detto l'autore principale dello studio Connie Wang, uno studente di dottorato al California Institute of Technology. Per fare un confronto, è circa 100.000 volte più debole di quelli creati dalle macchine per risonanza magnetica, ha osservato Wang.
Ai partecipanti è stato detto di rilassarsi e chiudere gli occhi mentre i ricercatori hanno manipolato il campo magnetico che li circonda. Durante l'esperimento, le macchine per elettroencefalogramma (EEG) hanno misurato un tipo di onda cerebrale chiamata onda alfa. È noto che le onde alfa diminuiscono in ampiezza quando il cervello rileva un segnale, che si tratti di vista, suono ... o qualcosa di magnetico.
Il cervello risponde
Dei 34 partecipanti, le scansioni cerebrali di quattro individui hanno mostrato forti reazioni a un cambiamento nel campo magnetico: uno spostamento da nord-est a nord-ovest. Questo spostamento sarebbe lo stesso di una persona fuori dalla camera che sposta rapidamente la testa da sinistra a destra, tranne per il fatto che la testa si muove attraverso il campo magnetico statico anziché il campo che si muove attorno ad esso.
Nei quattro individui, le onde cerebrali alfa sono diminuite in ampiezza fino al 60 percento. Ma hanno risposto solo quando il campo si è spostato da nord-est a nord-ovest, non nella direzione opposta.
"Non ci aspettavamo davvero una risposta asimmetrica", ha detto Wang a Live Science. Sebbene non sia chiaro il motivo per cui ciò è accaduto, i ricercatori pensano che potrebbe essere qualcosa di unico per gli individui, proprio come il modo in cui alcune persone sono destrorse e altre mancine.
Diversi partecipanti hanno anche avuto una forte risposta a un'altra serie di esperimenti che hanno spostato l'inclinazione del campo, che è ciò che accadrebbe se viaggiassi tra gli emisferi Nord e Sud.
Per garantire che i risultati non fossero un colpo di fortuna, i rispondenti allo studio sono stati nuovamente testati diverse settimane dopo - e i risultati sono rimasti veri. Stuart Gilder, professore di geofisica all'Università Ludwig-Maximilian di Monaco, che non faceva parte del nuovo studio, ha affermato che i risultati ripetuti hanno reso lo studio convincente.
Gilder ha affermato di non vedere la conclusione secondo cui la maggior parte delle persone non poteva percepire il campo magnetico come un conteggio rispetto allo studio, perché l'abilità poteva essere espressa in modo diverso nei diversi cervelli. "Alcune persone sono davvero brave nell'arte e alcune sono davvero brave in matematica", ha detto Gilder a Live Science. Gli organi "non devono comportarsi o reagire allo stesso modo".
Tuttavia, lo studio solleva alcune domande aggiuntive, ha osservato. Ad esempio, come potrebbero percepire il campo se si fossero sdraiati o se il campo magnetico si fosse mosso più lentamente?
Navigazione antica
Non è chiaro il motivo per cui alcuni umani sembrano essere in grado di ricevere la magnetorecezione, ma in teoria, l'abilità potrebbe aiutare con l'orientamento o essere un residuo di un'abilità che si è evoluta presto per aiutare le creature - anche gli antichi cacciatori-raccoglitori - a navigare. "Molti animali usano il campo magnetico terrestre per la navigazione", ha detto Wang a Live Science. "C'è una così vasta gamma di creature che hanno questo senso che pensiamo che gli umani, almeno, abbiano alcuni resti di questo senso, anche se non lo usiamo più così tanto nella nostra vita quotidiana."
E rimangono molte domande sull'inganno magnetico in generale, come funziona. In effetti, gli scienziati hanno capito come funziona la magnetorecezione in un solo tipo di creatura: un tipo di batteri chiamati batteri magnetotattici. Questi microbi migrano lungo le linee di campo del campo magnetico del nostro pianeta usando particelle magnetiche chiamate magnetite (Fe3O4).
Queste particelle di magnetite sono note nel cervello umano da decenni - e sono state scoperte per la prima volta da Joseph Kirschvink, professore di geobiologia alla Caltech, autore senior del nuovo studio.
Inoltre, uno studio pubblicato nell'agosto 2018 sulla rivista Scientific Reports del gruppo di Gilder ha scoperto che queste particelle magnetiche erano sparse in tutto il cervello umano. La loro diffusa presenza nel cervello ha suggerito che le particelle probabilmente servivano a qualche tipo di scopo biologico, hanno concluso gli autori di questo studio.
Nota del redattore: questo articolo è stato aggiornato il 19 marzo per chiarire che le particelle magnetiche non sono confinate a un "cervello" nei microbi. I batteri sono in genere costituiti da singole cellule e quindi non hanno cervelli.
