Bagi sesetengah makhluk, medan magnet yang memeluk planet kita berfungsi sebagai kompas untuk navigasi atau orientasi.
Burung berhijrah, penyu laut dan jenis bakteria tertentu dikira di antara spesies dengan sistem navigasi terbina dalam ini. Tetapi bagaimana dengan manusia? Menurut satu kajian baru, manusia juga dapat merasakan medan magnet bumi.
Kajian baru, yang diterbitkan hari ini (18 Mac) dalam jurnal eNeuro, memberikan bukti langsung pertama, dari imbasan otak, manusia dapat melakukannya, mungkin melalui zarah magnet yang tersebar di sekitar otak.
Keupayaan untuk mengesan medan magnet, dipanggil magnetoreception, mula-mula dicadangkan untuk wujud pada manusia pada tahun 1980-an. Tetapi kajian seterusnya tentang otak, dari tahun 1990-an, tidak menemui bukti kemampuannya.
Tetapi dengan akses kepada teknik analisa data baru, kumpulan penyelidik antarabangsa memutuskan untuk melihat lagi.
Memanipulasi medan magnet
Untuk mengkaji sama ada manusia dapat merasakan medan magnet, 34 orang dewasa diminta duduk di dalam ruang ujian gelap yang dihiasi dengan gegelung yang besar dan persegi. Arus elektrik melalui gegelung ini, mengubah medan magnet di ruang ...
Keamatan medan magnet ini hampir sama dengan yang mengelilingi planet kita, kata pengarang kajian utama Connie Wang, seorang pelajar kedoktoran di California Institute of Technology. Sebagai perbandingan, ia kira-kira 100,000 kali lebih lemah daripada yang dihasilkan oleh mesin MRI, kata Wang.
Peserta diberitahu untuk berehat dan menutup mata mereka sementara penyelidik memanipulasi medan magnet di sekelilingnya. Semasa percubaan, mesin electroencephalogram (EEG) mengukur jenis gelombang otak yang dipanggil gelombang alfa. Gelombang alfa diketahui berkurangan dalam amplitud apabila otak mengambil isyarat, sama ada penglihatan, bunyi ... atau sesuatu magnet.
Otak menjawab
Daripada 34 peserta, imbasan otak dari empat individu menunjukkan reaksi yang kuat terhadap satu perubahan dalam medan magnet: pergeseran dari timur laut ke barat laut. Peralihan ini akan sama seperti orang di luar bilik yang mengalihkan kepala mereka dengan cepat dari kiri ke kanan, kecuali kepala bergerak melalui medan magnet statik dan bukannya bergerak di sekelilingnya.
Dalam empat individu, gelombang otak alfa menurun dalam amplitud sebanyak 60 peratus. Tetapi mereka hanya bertindak balas apabila bidang itu beralih dari timur laut ke barat laut - tidak ke arah yang lain.
"Kami tidak mengharapkan tindak balas asimetris," kata Wang kepada Sains Live. Walaupun tidak jelas mengapa ini berlaku, para penyelidik menyangka ia boleh menjadi sesuatu yang unik kepada individu, seperti bagaimana sesetengah orang adalah tangan kanan dan ada yang kidal.
Beberapa peserta juga mempunyai tindak balas yang kuat terhadap satu set eksperimen lain yang mengalihkan lekukan lapangan, yang mana akan berlaku jika anda mengembara antara hemisfera Utara dan Selatan.
Untuk memastikan hasilnya bukan kebetulan, responden kajian telah diuji semula beberapa minggu kemudian - dan keputusannya berlaku. Stuart Gilder, seorang profesor geofizik di Universiti Ludwig-Maximilian Munich yang bukan sebahagian daripada kajian baru itu, berkata penemuan berulang membuat kajian itu meyakinkan.
Gilder mengatakan bahawa dia tidak melihat hasil yang kebanyakan orang tidak dapat merasakan medan magnet sebagai penghitungan terhadap kajian itu, kerana keupayaannya dapat dinyatakan secara berbeza dalam otak yang berbeza. "Sesetengah orang benar-benar baik dalam seni dan sesetengah orang benar-benar baik di dalam matematik," kata Gilder kepada Live Science. Organ tidak "mesti bertindak atau bertindak dengan cara yang sama."
Namun, kajian itu menimbulkan beberapa soalan tambahan, katanya. Sebagai contoh, bagaimana orang akan melihat medan jika mereka telah berbaring, atau medan magnet telah bergerak perlahan?
Navigasi kuno
Tidak jelas mengapa sesetengah manusia nampaknya mampu untuk menguasai magnet, tetapi secara teori, kemahiran itu dapat membantu dengan orientasi, atau menjadi sisa kemampuan yang berkembang awal untuk membantu makhluk - bahkan pemburu purba-pengumpul - mengemudi. "Ramai haiwan menggunakan medan magnet Bumi untuk navigasi," kata Wang kepada Sains Live. "Terdapat banyak makhluk yang mempunyai makna ini yang kita fikir manusia, sekurang-kurangnya, mempunyai beberapa sisa dari segi ini, walaupun kita tidak menggunakannya dalam kehidupan seharian kita lagi."
Dan banyak persoalan masih berlaku mengenai magnetoreception secara amnya, seperti bagaimana ia berfungsi. Sesungguhnya saintis telah mengetahui bagaimana magnetoreception berfungsi hanya dalam satu jenis makhluk: sejenis bakteria yang dipanggil bakteraktif magnetotaktik. Mikroba ini bermigrasi di sepanjang medan magnet medan magnet planet kita menggunakan zarah magnet yang disebut magnetite (Fe3O4).
Zat-zat magnetit ini telah diketahui wujud dalam otak manusia selama beberapa dekad - dan pertama kali dijumpai oleh Joseph Kirschvink, seorang profesor geologi di Caltech, yang merupakan pengarang kanan kajian baru ini.
Lebih-lebih lagi, kajian yang diterbitkan pada bulan Ogos 2018 dalam jurnal Laporan Saintifik dari kumpulan Gilder mendapati bahawa zarah-zarah magnet ini tersebar di seluruh otak manusia. Kehadiran mereka yang meluas di dalam otak mencadangkan bahawa zarah-zarah itu mungkin mempunyai beberapa jenis tujuan biologi, penulis kajian itu menyimpulkan.
Nota Editor: Artikel ini dikemaskini pada 19 Mac untuk menjelaskan bahawa zarah magnet tidak terhad kepada "otak" dalam mikrob. Bakteria biasanya terdiri daripada sel tunggal dan oleh itu mereka tidak mempunyai otak.
