Dünya’nın Manyetik Alanı

Bilim İnsanları, İnsanların “Maynetozom” Hücreleri ile Dünya’nın Manyetik Alanını Hissedebileceğini Buldular

İnsanın manyetik algısı var mı? Biyologlar diğer hayvanlarda bunun olduğunu biliyor. Bu algının arılar, kaplumbağalar ve kuşlar gibi canlıların bu dünyayı dolaşmalarına yardımcı olduğunu düşünüyorlar.

Bilim insanları, insanların manyetik olarak hassas organizmalar listesine dahil olup olamayacağını araştırmaya çalıştılar. Onlarca yıldır, insanlardaki bu özelliği gösterme konusunda olumlu raporlar ve başarısızlıklar arasında bir ileri bir geri gidilip gelinen bitmeyen tartışmalar olmuştur..

İnsanlara yönelik elde edilen karışık sonuçlar, neredeyse tüm geçmiş çalışmaların katılımcıların davranışsal kararlarına bağlı olabilir. Eğer insanlar manyetik bir algıya sahipse, günlük deneyimler bunun çok zayıf veya derin bilinçaltından kaynaklı olacağını düşündürüyor.

Bu yüzden araştırma grubumuz (bir jeofizik biyolog, bilişsel bir nörobilimci ve bir nöro-mühendis) başka bir yaklaşım benimsemiştir. Muhtemelen, bulduğumuz şey; insanların jeomanyetik bir algıya sahip olduğu konusunda ilk somut sinirbilimsel kanıtı sağlar.

Biyolojik bir jeomanyetik algı nasıl çalışır?

Son 50 yılda, bilim insanları, bakteri, protest (tek hücreli hayvan ya da bitki) ve hayvanlar alemlerinin hemen hemen tüm dallarındaki yüzlerce organizmanın bu jeomanyetik alanı tespit ettiklerini ve bunlara cevap verme yeteneğine sahip olduklarını göstermiştir. Bazı hayvanlarda – bal arıları gibi – jeomanyetik davranışsal tepkiler, ışığa, koku veya dokunmaya tepki vermek kadar güçlüdür. Biyologlar, omurgalı olan balıklarda, amfibilerde, sürüngenlerde, çok sayıda kuştan tutun da balinalar, kemirgenler, yarasalar, inekler ve köpekler gibi çeşitli memelilerde çok kuvvetli tepkiler (jeomanyetik algı) belirlerler. En sonuncu (köpek) gizli çubuk mıknatısı tespit etmek için eğitildi de. Hayvanlar, görme, koku ve işitme algısı gibi jeomanyetik alan algısını da uçmak, eve dönme  ve gezme yeteneklerinin bir parçası olarak kullanırlar.

Dünya, gezegenin sıvı çekirdeğinin hareketi tarafından meydana gelen manyetik bir alanla çevrilidir. Manyetik pusulanın kuzeye işaret etmesinin nedeni budur. Dünya yüzeyinde, bu manyetik alan, bir buzdolabı mıknatısından yaklaşık 100 kat daha zayıftır.Yeryüzündeki yaşam, hep var olan gezegenin yüzeyinde yoğunluk ve yöne göre değişen jeomanyetik alanına maruz kalmaktadır. Görüntü: Nasky / Shutterstock

Skeptikler (Şüpheciler), gelen ilk raporları reddetti. Çünkü büyük ölçüde, Dünya’nın zayıf jeomanyetik alanını güçlü sinir sinyallerine çevirebilecek bir biyofiziksel mekanizma olmadığı görünüyordu. Bu görüş, canlı hücrelerin ferromanyetik (kuvvetli şekilde mıknatıstan etkilenen) mineral manyetit (mıknatıs özelliği bulunan)- temel olarak minik demir mıknatısların nanokristallerini oluşturma kabiliyetine sahip olduğu keşfiyle çarpıcı biçimde değişti. Biyojenik manyetit kristalleri ilk önce bir yumuşakça grubunun dişlerinde, daha sonra bakterilerde ve daha sonra insan beyninin dokuları dahil olmak üzere böcekler, balıklar ve memeliler gibi protistlerden ve hayvanlardan çeşitli diğer organizmalarda görülür.

Bununla birlikte, bilim insanları, insanları manyetik olarak hassas organizmalar olarak görmüyorlardı…

Manyetik Alanın Manipüle Edilmesi

Yeni çalışmamızda elektroensefalografi (EEG) ile 35 katılımcının beyinlerinin doğrudan elektriksel aktivitelerini kaydederken, onlardan sadece test odamızda oturmalarını istedik. Değiştirilmiş Faraday Kafesimiz, (elektriksel iletken metalle kaplanmış ya da iletkenler ile ağ şeklinde örülmüş içteki hacmi dışardaki elektrik alanlarından koruyan mekanizma) telleri üzerinden geçirdiğimiz elektrik akımı ile yüksek homojenliğe sahip kontrollü manyetik alanlar yaratmamıza izin veren 3 eksenli bir bobin takımı içeriyordu. Kuzey Yarımkürenin orta enlemlerinde yaşadığımız için, laboratuvarımızdaki çevresel manyetik alan yataydan yaklaşık 60 derece aşağıya inmekteydi.

Normal yaşamda, birisi başını çevirdiğinde – örneğin, başını sallamak ya da başını soldan sağa çevirmek – jeomanyetik alanın (uzayda sabit kalan) yönü kafatasına göre değişecektir. Bu, beyni şaşırtacak bir konu değildir. Çünkü,beyin, kasları uygun şekilde hareket ettirmek için kasları yönlendirir.Deney odamızda, manyetik alanı, beyin kafayı hareket ettirmek için herhangi bir sinyal başlatmadan, sessizce hareket ettirebiliriz. Bu, başınızın veya gövdenizin bir başkası tarafından pasif olarak döndürüldüğü veya dönen bir araçta bir yolcu olduğunuz durumlarla karşılaştırılabilir, benzerlik teşkil edebilir. Yine de, bu durumlarda, bedeniniz manyetik alan değişimleriyle birlikte alandaki konumu ile ilgili “vestibüler (denge ile ilgil) sinyaller”i kaydedecektir. Bizim deneysel uyarımız sadece manyetik alan değişimidir ve odadaki manyetik alanı değiştirdiğimizde, katılımcılarımız değişime dair herhangi net bir his yaşamamışlardır.

Öte yandan, EEG verileri, bazı manyetik alan rotasyonlarının güçlü ve tekrarlanabilir beyin tepkilerini tetikleyebileceğini ortaya koyar. Mevcut araştırmalardan bilinen ve alfa-ERD (olaya bağlı zaman uyumsuzluğu) adı verilen bir EEG kalıbı, tipik olarak bir kişinin aniden bir duyusal uyarıcıyı algıladığı ve işlediği zaman ortaya çıkar. Beyinler manyetik alan yönündeki beklenmedik değişikliklere “ilgiliydi”, ona tepki verdiler ve bu da alfa dalgası azalmasını tetikledi. Basit manyetik rotasyonlara cevaben gördüğümüz bu tür alfa-ERD kalıpları, insanın manyetoresepsiyonunu (manyetizma  duygusu) gösteren güçlü bir delildir.

Bu video, saat yönünün tersine döndürmelerin ardından alfa dalgası genliğinde (en soldaki kafanın üzerinde koyu mavi renk) geniş çapta çarpıcı bir düşüşü göstermektedir. Saat yönünde dönüşten sonra veya sabit durumda bir damla bile düşüş gözlenmez. Video: Connie Wang, Caltech.

Katılımcılarımızın beyinleri, doğal olarak burada Pasadena, Kaliforniya’da olduğu gibi, yalnızca alanın dikey bileşeni, yaklaşık 60 derecede aşağı doğru işaret ettiğinde (yatay olarak dönerken) cevap verir. Manyetik alanın doğal olmayan yönlerine – yani yukarı dönük olduğu gibi – tepki vermezler. Bu da bize, beyinlerin verdiği tepkinin,doğal seleksiyonla şekillendirilmiş biyolojik bir mekanizmayı yansıtan doğal uyaranlara ayarlanmış olduğunu gösterir.

Diğer araştırmacılar, hayvanların beyninin yalnızca çevresel olarak ilgili olanlara cevap veren manyetik sinyalleri filtrelediğini göstermiştir. Doğal değerlerden çok uzakta olan herhangi bir manyetik sinyali reddetmek mantıklıdır. Çünkü, bu, büyük olasılıkla manyetik bir anomalidir. Örneğin; bir şimşek çarpması veya zeminde lodestone(mıknatıs taşı, doğal mıknatıs) birikintisi gibi.. Kuşlara ilişkin daha önceki bir rapor, kuvvetlerin alışkın olduklarından yaklaşık yüzde 25’ten farklı olması durumunda, kızıl gerdan(robin) kuşlarının jeomanyetik alanı kullanmayı bıraktıklarını göstermiştir. Bu eğilim, önceki araştırmacıların bu manyetik algıyı tanımlamakta neden zorlandıklarının muhtemelen sebebi olabilir. Eğer manyetik alanın gücü, deneklerin tespit etmesine “yardımcı olmak” için arttırırlarsa, deneklerin beyninin de görmezden gelmesi de sağlanabilir.

Dahası, deney dizimiz, alıcı mekanizmasının – insanlarda biyolojik manyetometrenin elektriksel endüksiyon olmadığını ve kuzeyden güneye yönleri söyleyebildiğini göstermektedir. Bu son özellik, manyetoresepsiyon (manyetizma duygusu) hakkındaki hayvan literatüründe günümüzde popüler olan “kuantum pusulası” veya “kriptokrom” mekanizmasından çok sonuçlarımız sadece biyolojik manyetit hipotezine dayanan işlevsel manyetoreseptör hücreleri ile tutarlıdır. Bir manyetit tabanlı sistemin, kuantum pusulası hipotezini destekleyen kuşlardaki davranışsal etkilerin tümünü de açıklayabileceğini unutmayın.

Beyinler Manyetik Değişimleri Bilinçaltında Kaydeder

Biz kızıl somonun manyetozom zincirleri. Resim: Mann, Sparks, Walker & Kirschvink (1988)

Katılımcılarımızın hepsi manyetik alan değişimlerinden ve beynin tepkilerinden habersizdi. Tüm deney boyunca hiçbir şey olmadığını sandılar. (sadece bir saat boyunca karanlıkta sessizce oturdular.) Yine de, beyinleri çok çeşitli farklılıklar ortaya koydular. Bazı beyinler neredeyse hiç tepki göstermedi, bazıları ise manyetik alan kaymasından-değişmesinden sonra normal boyutlarının yarısına kadar küçülen alfa dalgaları yaydılar.

Bu gizli tepkilerin, insan davranış yetenekleri için ne anlama gelebileceği göreceğiz.. Zayıf ve güçlü beyin tepkileri, navigasyonel yetenekte bazı bireysel farklılıkları yansıtıyor mu?, Zayıf beyin tepkileri bir çeşit eğitimden geçirebilir mi?, Güçlü beyin cevaplarına sahip olanlar, manyetik alanı gerçekten hissetmek için eğitilebilir mi?…

Dünya-gücü manyetik alanlara insanın verdiği tepki şaşırtıcı görünebilir. Ancak, hayvan atalarımızın manyetik algıya sahip olduklarına dair kanıt göz önüne alındığında, bu sistemin her bir parçasının esas insanların kaybetmiş olduğunu görmek daha şaşırtıcı olabilir…

Şu ana kadar, insanların beyne sinyal gönderen çalışan “manyetik sensörler”i (insanın bilinçaltı zihninde önceden bilinmeyen bir duyusal yetenek olan) olduğuna dair kanıt bulduk. Bu manyetik kalıtım tam boyularıyla keşfedilmeyi beklemektedir..

Çeviri: AylinER
https://www.firstpost.com/tech/science/humans-have-a-magnetic-sense-that-lets-our-brains-detect-earths-magnetic-field-6320261.html