Retningssans og kartplotter

LilyForskning

Kan mennesker sanse endringer i jordas magnetfelt? Mye tyder på det.

TEKST SOLVEIG GLOMSRØD FOTO: Maglab Caltech

Det er grundig dokumentert i forskning at en rekke mikroorganismer og dyrearter kan sanse endringer i jordas magnetfelt og bruker det til å navigere. Men hva med oss mennesker?

Dette spørsmålet har engasjert forskere, og særlig Joseph L. Kirschvink, professor i geologi ved California Institute of Technology (Caltech). I hele karrieren har han tenkt tverrfaglig i forskningen sin, etter at han som ung student så læreren dra et bløtdyr-snitt bortover bordet ved hjelp av en magnet: geologi og biologi henger sammen!

Trekkfuglers magnetkompass og radiofrekvent stråling

Noen forskningsmiljøer gjorde forsøk på å teste om også mennesker kunne sanse jordas magnetfelt, men studiene ga ikke grunnlag for å konkludere og temaet ble lagt på is. Så publiserte tidsskriftet Nature i 2014 en studie fra Universitetet i Oldenburg som viste at trekkfuglers magnetkompass ble forstyrret av menneskeskapt radiofrekvent stråling langt under ICNIRPs grenseverdier, nærmere bestemt av signaler fra AM radiostasjoner.

Forskerne begynte å se på resultatene sine fra menneskestudier med friske øyne – for eksempel var det AM radio i England, og ikke i USA. Kanskje hadde dette vært en forstyrrende faktor bak motstridende resultater i England og USA?

Faradays bur

Kirschvink fikk bygget et underjordisk laboratorium uten forstyrrende menneskeskapte radiobølger under Caltech for å teste om også mennesker har et innebygget magnetkompass.

Laboratoriet var et såkalt Faradays bur som var kledd utvendig med aluminiumsfolie og dermed stengte all radiofrekvent stråling ute. I veggene var det montert flere sett av spoler som til sammen genererte et magnetfelt som tilsvarer jordas. Den eneste faktoren som forandret seg under forsøket, var dette liksom-magnetfeltet til jorda. Forsøkspersonen satt midt i buret en på en trestol, mens aktiviteten i hjernen ble målt ved EEG (elektroencefalografi).

Da magnetfeltet ble dreid mot klokka, noe som tilsvarer at forsøkspersonen ser mot høyre, oppsto et markant fall i alfa-bølger i hjernen. I EEG-sammenheng betyr fall i alfa-bølger at hjernen arbeider aktivt – endring i alfa er generelt en god indikator på hvor mye folk jobber med å bearbeide signaler.

Et sett med neuroner signalerte og disse signalene kom med en viss tidsforsinkelse. Tidsforsinkelsen utelukker at reaksjonen i hjernen dreide seg om påvirkning fra elektriske strømmer som magnetfelt kan indusere i hjernen – i så fall ville responsen ha kommet umiddelbart.

Pionérforsøk

I 2016 var Kirschvink den første til å la seg teste i dette laboratorium spesielt konstruert for å simulere endringer i jordas magnetfelt. På en konferanse arrangert av The Royal Institute of Navigation i April 2016 presenterte han resultatene fra et mindre utvalg på vel 20 personer.

Resultatene fra hans underjordiske laboratorium viste seg å være konsistente og reproduserbare. I mars 2019 ble den endelige studien publisert i tidsskriftet eNeuro. Resultatene viste at nærmere en tredel av alle forsøkspersonene reagerte på endringen i jordas magnetfelt. At ikke alle reagerte, kan tyde på at det kan være genetiske forskjeller inne i bildet, eller at bakgrunn og tidligere erfaringer har betydning.

Forsøkene var svært godt kontrollert når det gjaldt å utelukke forstyrrende elementer. Resultatene peker på at mennesker trolig har evnen til å sanse jordas magnetfelt i likhet med mange dyr og fugler. Evnen til å bruke denne sansen kan imidlertid ha gått tapt for mange i sivilasjonens løp.

Resultatene må bekreftes av annen tilsvarende forskning.

Hvordan kan organismer sanse jordas magnetfelt?

Det er fortsatt et åpent spørsmål om hvordan hjernen kan sanse magnetfeltet. Forskere har identifisert en mekanisme for visse bakterier. Disse bakteriene inneholder magnetitt-krystaller, som retter seg etter jordas magnetfelt. Magnetitt er et jernoksid som er sterkt magnetiserende, og finnes i mange levende organismer, for eksempel i fuglenebb, fiskesnuter og i menneskehjerner. Vi mennesker har tilpasset oss jordas magnetfelt genetisk, men nyere forskning tyder egentlig på at vi i tillegg bevisst og aktivt har brukt denne sanseevnen til å orientere oss.

Flere forskerteam arbeider nå med å se hvilken effekt denne sanseevnen har på atferd. Et Sør-Koreansk team fant at menn som hadde fastet i 20 timer var tilbøyelige til å orientere seg i retning av det stedet de forbandt med mat, helt uten hjelp fra syn og hørsel. Forskningsteamene ved Caltech og Universitetet i Tokyo samarbeider videre om dette.

Hva med el-overfølsomme?

Jordas magnetfelt er på om lag 50 000 nT, mens el-overfølsomme kan ha problemer langt under 50 nT. Vi lever godt med jordas magnetfelt fordi det er stabilt. Når forskningen nå peker på at vi sanser endringer i feltstyrke, blir det atskillig mindre mystisk at mennesker kan reagere på magnetfelt fra elektriske apparater og trådløs infrastruktur som endrer seg svært raskt.

Ta for eksempel 50Hz vekselstrøm i ledningsnettet, som innebærer at magnetfeltet skifter retning 50 ganger i sekundet. Det er godt at ikke Nordpolen og Sydpolen skifter plass like ofte!

Med trådløs teknologi har vi fått mye høyere frekvenser, og dessuten pulsing som hakker opp signalene og skaper ekstra skarpe endringer i magnetfelt. Biten som mangler i puslespillet er kunnskapen om hvilken mekanisme som gjør at hjernen sanser endringene. Kirschvink peker selv på at hvis en slik sansemekanisme finnes, kan det få store praktiske konsekvenser. For eksempel kan MR-scanning med sine sterke magnetfelt endre egenskapene til magnetitt i hjernen.

(Kilder: * Connie X. Wang m.fl. (2019): Transduction of the Geomagnetic Field as Evidenced from Alpha-band Activity in the Human Brain. eNeuro 2019. * Servick, Kelly: Humans may sense Earth´s magnetic field. Science, 22 march 2019, Vol 363 Issue 6433.)