知否|人类大脑竟能生成磁铁矿?感应方向全靠它?

2019-06-19 07:15:42 来源: 知否 举报
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(原标题:Why Is There Magnetite in the Human Brain?)

作者 | 卡麦拉

出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163)

在漫威动画片《钢铁侠》中,他的神秘能力无所不能,成为挽救人类的英雄,他能够将铁元素完美地与身体结合在一起。目前,美国科学家最新研究表明,事实上我们都是“钢铁侠”,因为我们人类大脑能够自动生成磁铁矿。铁构成亚铁血红素,这是我们血液中的红色素,存储在铁蛋白中。铁蛋白是一种几乎存在于所有生物体中的蛋白质,最令人惊奇的是,它以矿物质形式存在于人类大脑。

知否|人类大脑竟能生成磁铁矿?感应方向全靠它?

这种铁矿物质是磁铁矿(Fe3O4),它的名字会让人们联想到是地球自然形成的矿物质,并且具有磁性,几乎无法想象到人类大脑也会自然生成该物质。

磁铁矿在人类大脑中起到怎样的作用呢?美国加州理工学院地球生物学家约瑟夫·科斯温克认为自己可能找到了答案——磁铁矿能够让我们感知到地球磁场。

事实上,磁场感应这种神奇能力普遍存在于动物王国,比如:细菌、海龟、蝙蝠,以及许多鸟类。对地球磁性的感知使这些生物对方向和位置产生灵敏感觉,这就是所谓的“磁场感应(magnetoreception)”。能够在地球定位感应方向具有很大的优势,为了适应生存,许多生物具有磁场感应能力就不足为奇了。

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但是多年以来科学家并未掌握人类能够感应磁场的充足证据。科斯温克和一组研究人员让测试者坐在一个特殊的房屋中,这里不受电磁干扰,并改变了房屋内部磁场,同时观察测试者的脑电波。他们发现一种对测试者脑电波振幅的“清晰、可量化、可复制”影响,脑电波是一种脑电活动。

也就是说,我们似乎拥有一种初级磁场“感知能力”,尽管这种能力毫无疑问要比其他动物更弱。

能生成磁铁矿的“钢铁侠”人脑是如何工作的?

科斯温克认为,人类大脑微妙的磁场导航能力取决于磁铁矿,含有磁铁矿晶体的受体细胞可以记录磁场变化,并将这些信息传递至大脑。这几乎与趋磁细菌的作用相同,趋磁细菌是一种在外磁场作用下能做定向运动的细菌,在其体内形成纳米磁性颗粒——“磁小体”,它们主要分布在土壤、湖泊和海洋中。

2018年,一项研究论文表示,磁铁矿的确以晶体形式存在于人类大脑组织,在小脑和脑干中浓度非常高。此外,研究人员指出,这种磁铁矿极有可能是在人类细胞内生成的,含有磁铁矿的单个分离细胞提供重要线索,科学家通过分析这些细胞,发现其中包含的磁铁矿,并揭晓其内部究竟发生了什么?如果人类大脑细胞的内部动力学原理类似于趋磁细菌或者某些利用磁场导航的鸟类,这将进一步验证了科斯温克的理论观点。

知否|人类大脑竟能生成磁铁矿?感应方向全靠它?

当前还有其他一些理论解释磁场感应能力,科斯温克认为自己的理论能够真实揭晓磁场感应现象。他解释称,这是所有远程迁徙生物中最合理的进化选择,自然进化会选择最简单、奏效的方法——磁铁矿对磁场的接受能力,通过基因突变和复制,能够变得越来越好。

人类具有普通的导航能力不足为奇,但是否存在一些拥有特异功能的“导航奇才”?其实许多“超人”拥有令人意想不到的方向感,例如:一些因纽特人和澳大利亚土著居民,或许他们的大脑充满了磁铁矿,就像大脑中安装了一个指南针。

人类的导航功能正在逐渐消失?

知否|人类大脑竟能生成磁铁矿?感应方向全靠它?

随着科学技术的不断进步,科技生活让人们的生活变得更加简单,驾驶车辆有导航系统,按照导航提示信息就能准确抵达目的地,有时人们开始置疑我们是否拥有方向识别感?

北极地区标识建筑很少、并且地形复杂,对于生活在当地的因纽特人,他们拥有独特的导航能力,方向感非常强,能够识别细微的地形特征,例如:雪堆形状和风向。在GPS设备出现之前,一些区域文明对方向识别具有更独特的见解认知。目前,科学家最新研究显示,移动导航设备,例如:嵌入智能手机中的GPS系统,可对人们的生活带来便利,依据导航提示可准备到达地点,但是人们逐渐地很难精确辨别方向,人们在使用导航时不太可能记住这些路线,一旦离开导航系统,他们的方向识别感或许已消失,我们正在逐渐失去最原始、最基础的能力……

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王凤枝 本文来源:知否 责任编辑:王凤枝_NT2541
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