Muchos humanos pueden detectar inconscientemente cambios en los campos magnéticos de la Tierra, según han descubierto un equipo de científicos del Caltech y la Universidad de Tokio. La magnetorecepción es un sentido que poseen muchos animales y que según los investigadores también está presente en los humanos aunque apenas lo utilizamos.
El estudio, dirigido por el geocientífico Joseph Kirschvink (BS, MS '75) y el neurocientífico Shin Shimojo en Caltech, así como por el neuroingeniería Ayu Matani en la Universidad de Tokio, ofrece pruebas experimentales de que las ondas del cerebro humano responden a cambios controlados en los campos magnéticos de la Tierra. Kirschvink y Shimojo dicen que esta es la primera evidencia concreta de un nuevo sentido humano: la magnetorecepción. Sus hallazgos fueron publicados por la revista eNeuro el 18 de marzo.
"Muchos animales tienen magnetorecepción, entonces ¿por qué no nosotros?" pregunta a Connie Wang, estudiante graduada de Caltech y autora principal del estudio eNeuro . Por ejemplo, las abejas, los salmones, las tortugas, las aves, las ballenas y los murciélagos usan el campo geomagnético para ayudarlos a navegar, y los perros pueden ser entrenados para localizar imanes enterrados. Durante mucho tiempo se ha teorizado que los humanos pueden compartir una habilidad similar. Sin embargo, a pesar de una serie de investigaciones que intentaron probarlo en los años 80, nunca se ha demostrado de manera concluyente.
"Aristóteles describió los cinco sentidos básicos como visión, oído, gusto, olfato y tacto", dice Kirschvink, coautor del estudio eNeuro y profesor de Geobiología Nico y Marilyn Van Wingen. "Sin embargo, no consideró la gravedad, la temperatura, el dolor, el equilibrio y varios otros estímulos internos que ahora sabemos son parte del sistema nervioso humano. Nuestra ascendencia animal sostiene que los sensores del campo geomagnético también deberían estar presentes, no representando el sexto sentido sino Tal vez el décimo u undécimo sentido humano por descubrir ".
Para tratar de determinar si los humanos perciben los campos magnéticos, Kirschvink y Shimojo construyeron una cámara aislada protegida por radiofrecuencia e hicieron que los participantes se sentaran en silencio y en completa oscuridad durante una hora. Durante ese tiempo, cambiaron el campo magnético en silencio alrededor de la cámara y midieron las ondas cerebrales de los participantes a través de electrodos colocados en 64 ubicaciones en sus cabezas.
La prueba se realizó con 34 participantes humanos de un rango de edad amplio y una variedad de etnias. Durante una sesión dada, los participantes no experimentaron conscientemente nada más interesante que sentarse solos en la oscuridad. Sin embargo, entre muchos participantes, los cambios en sus ondas cerebrales se correlacionaron con los cambios en el campo magnético que los rodea. Específicamente, los investigadores rastrearon el ritmo alfa en el cerebro, que ocurre entre 8 y 13 hercios y es una medida de si el cerebro está siendo activado o está en modo de reposo o "piloto automático". Cuando un cerebro humano no está conectado, el poder alfa es alto. Cuando algo llama su atención, consciente o inconscientemente, su poder alfa cae. Varios otros estímulos sensoriales como la visión, el oído.
Los experimentos mostraron que, en algunos participantes, el poder alfa comenzó a disminuir desde los niveles de referencia inmediatamente después de la estimulación magnética, disminuyendo hasta en un 60 por ciento durante varios cientos de milisegundos, y luego se recuperó a la línea de base unos segundos después del estímulo. "Esta es una respuesta clásica y bien estudiada de ondas cerebrales a una información sensorial, denominada desincronización relacionada con eventos, o alfa-ERD", dice Shimojo, profesor de Psicología Experimental Gertrude Baltimore y miembro afiliado de la facultad del Instituto Tianqiao y Chrissy Chen para Neurociencia en Caltech.
Las pruebas revelaron además que el cerebro parece estar procesando activamente información magnética y rechazando señales que no son "naturales". Por ejemplo, cuando la componente vertical del campo magnético apuntaba constantemente hacia arriba durante los experimentos, no hubo cambios correspondientes en las ondas cerebrales. Debido a que el campo magnético normalmente apunta hacia abajo en el hemisferio norte, parece que el cerebro está ignorando las señales que obviamente son "incorrectas". Este componente del estudio podría verificarse replicando el experimento en el hemisferio sur, sugiere Kirschvink, donde ocurre lo contrario. patrón debe mantener.
"Alpha-ERD es una fuerte firma neuronal de detección sensorial y el cambio de atención resultante. El hecho de que lo veamos en respuesta a rotaciones magnéticas simples como las que experimentamos cuando giramos o agitamos la cabeza es una prueba poderosa de la magnetorrecepción humana. Las grandes diferencias individuales descubrimos que también son intrigantes con respecto a la evolución humana y las influencias de la vida moderna ", dice Shimojo. "En cuanto al siguiente paso, deberíamos intentar que esto se haga consciente".
Uno de los desafíos en los primeros intentos de probar la magnetorrecepción humana fue la dificultad de asegurarse de que esos cambios en las ondas cerebrales estuvieran, de hecho, correlacionados con el campo magnético y no con algún otro efecto de confusión. Por ejemplo, si las bobinas que generan el campo magnético alrededor de la cámara crearon un zumbido audible, eso podría ser suficiente para desencadenar un cambio en el poder alfa en los participantes.
Para abordar esos problemas, la cámara utilizada en este estudio no solo era negra y aislada, sino que los cables de cobre para alterar el campo magnético se envolvieron y cementaron en su lugar por duplicado: cada bobina tiene un par de cables en lugar de una sola hebra. Cuando la corriente se dirige a través de estos pares de cables en la misma dirección, se altera el campo magnético en la cámara. Sin embargo, el correr la corriente en direcciones opuestas a través de los cables en los pares cancela sus campos magnéticos, mientras que produce el mismo calentamiento eléctrico y artefactos mecánicos. Las computadoras controlaron completamente los experimentos y registraron los datos.
Los resultados se procesaron automáticamente con scripts de computadora llave en mano y sin pasos subjetivos. De esta manera, el equipo pudo demostrar que los cerebros humanos sí lo hicieron.
"Nuestros resultados descartan la inducción eléctrica y las hipótesis de 'brújula cuántica' para el sentido magnético", dice Kirschvink, mencionando dos posibilidades que se han propuesto para explicar el mecanismo detrás de la magnetorrecepción. Kirschvink sugiere, en cambio, que los resultados implican a la magnetita biológica como el agente sensorial para la magnetorrecepción humana. En 1962, Heinz A. Lowenstam, un profesor de Caltech desde 1954 hasta su muerte en 1993, descubrió que la magnetita, un mineral magnético natural, se produce en los dientes de moluscos. Desde entonces, se ha encontrado que existe magnetita biológica en organismos desde bacterias hasta humanos y se ha relacionado con el sentido geomagnético en muchos de ellos.
Al desarrollar y demostrar una metodología robusta para probar a los humanos para la magnetorecepción, Kirschvink dice que espera que este estudio pueda actuar como una hoja de ruta para otros investigadores que estén interesados en intentar replicar y ampliar esta investigación.
"Dada la presencia conocida de sistemas de navegación geomagnéticos altamente evolucionados en especies en todo el reino animal, tal vez no sea sorprendente que podamos conservar al menos algunos componentes neuronales funcionales, especialmente dado el estilo de vida nómada de cazadores-recolectores de nuestros antepasados no muy lejanos. "La extensión total de esta herencia queda por descubrir", dice.
El artículo se titula "Transducción del campo geomagnético como se evidencia de la actividad de la banda alfa en el cerebro humano".Además de Kirschvink, Shimojo y Wang, los coautores incluyen a Ayumu Matani de la Universidad de Tokio, los miembros del personal de Caltech Daw-An Wu (PhD '06) e Isaac Hilburn (BS '04), ex alumnos de Caltech Christopher Cousté (BS '17) y Jacob Abrahams (BS '17), el ex estudiante graduado de la Universidad de Tokio Yuki Mizuhara, y el estudiante de la Universidad de Princeton Sam Bernstein. Esta investigación fue apoyada inicialmente por el Programa de Ciencias de Fronteras Humanas y más recientemente por el programa RadioBio de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) al grupo Caltech, por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (CREST) a Wang y Shimojo, y por La Sociedad de Japón para la Promoción de la Ciencia al grupo de la Universidad de Tokio.
Fuente: Nota del Instituto Caltech
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