在動(dòng)物所掌握的所有超級(jí)感覺中，感覺地球磁場(chǎng)的能力很可能是最令人費(fèi)解的。從二十世紀(jì)六十年代我們就知道鳥類有這種能力，但是每一次嘗試探索這種磁感能力都似乎讓這件事情進(jìn)一步復(fù)雜化。

科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鴿子大腦中能夠譯碼磁場(chǎng)的神經(jīng)元

看一下最新的發(fā)現(xiàn)。貝勒醫(yī)學(xué)院的吳樂青和大衛(wèi)·迪克曼已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鴿子大腦中能夠譯碼磁場(chǎng)的神經(jīng)元。它們根據(jù)地磁強(qiáng)度和指向方向而以不同的方式散布。這是一大進(jìn)步?？茖W(xué)家們已經(jīng)鑒定出了對(duì)于磁感有重要作用的大腦部分，但是沒有人能夠成功確認(rèn)導(dǎo)致這種感覺的真正神經(jīng)元。研究磁感的米利亞姆把它稱為“這一領(lǐng)域的里程碑”，它是長(zhǎng)期以來都難以獲得的關(guān)鍵謎題部分。

但是吳和迪克曼的發(fā)現(xiàn)沒有解決這個(gè)磁感謎題。如果有的話，它使這個(gè)謎題更加復(fù)雜。直到最近，科學(xué)家們認(rèn)為鳥類有兩個(gè)單獨(dú)的磁場(chǎng)探測(cè)器，一個(gè)在眼睛中一個(gè)在鳥嘴中。似乎新的磁性神經(jīng)元并未連接到任何一個(gè)探測(cè)器上。迪克曼說“我們不能確定信號(hào)來自哪里?！比绻@些神經(jīng)元對(duì)磁場(chǎng)做出反應(yīng)，鳥類的哪一部分把信息傳遞給它們，還存在第三個(gè)傳感器嗎？

尋找神經(jīng)元

吳和迪克曼把鴿子放置在一組能夠產(chǎn)生定制磁場(chǎng)的線圈中來尋找它們的神經(jīng)元。首先他們控制線圈取消了鴿子頭部周圍的地球磁場(chǎng)，接下來，他們創(chuàng)造了自己的磁場(chǎng)而且逐漸改變它們的強(qiáng)度和方向。隨著磁場(chǎng)移動(dòng)，吳和迪克曼記錄了鴿子腦干前庭的獨(dú)特神經(jīng)元活動(dòng)，這個(gè)區(qū)域聯(lián)系著大腦和脊柱而且也涉及到平衡。在早期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，他們知道當(dāng)鴿子使用它們的磁感能力時(shí)這一區(qū)域的神經(jīng)元發(fā)生變化。

他們發(fā)現(xiàn)它們周圍磁場(chǎng)強(qiáng)度變化時(shí)有53個(gè)向不同方向移動(dòng)的神經(jīng)元。它們對(duì)地球磁場(chǎng)自然產(chǎn)生的一系列強(qiáng)度最敏感。它們的方向也因磁場(chǎng)在地平線上的指向而不同。最后一點(diǎn)是一個(gè)驚喜。二十世紀(jì)七十年代的早期試驗(yàn)表明鳥類對(duì)地球磁場(chǎng)的極性并不敏感。但是吳和迪克曼的試驗(yàn)表現(xiàn)出另外的性質(zhì)。當(dāng)“北極”在鳥腦袋周圍移動(dòng)的時(shí)候，神經(jīng)元完全指向了一個(gè)方向，而且在相反的極性則表現(xiàn)

最弱。

現(xiàn)在，這兩位想要了解鳥類如何使用這種信息來導(dǎo)航。這很容易猜測(cè)。方向感告訴鳥類向哪飛，就像一個(gè)指南針。高度感提供了關(guān)于緯度的信息。強(qiáng)度感能夠告訴鳥類它到底在哪，因?yàn)榈厍蚋鞯氐拇艌?chǎng)強(qiáng)度是不同的，通常都有很好的標(biāo)度。這些都是似乎可信的理論，但是事實(shí)上它怎么工作是另外一回事，而且有一個(gè)更大的奧秘。

傳感器在哪？

如果這些神經(jīng)元處理磁場(chǎng)，什么反饋給它們信息呢？指南針在那里？我們知道鳥類在它們的眼中有一個(gè)指南針，依靠的是名為隱花色素的蛋白質(zhì)和一點(diǎn)量子力學(xué)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)感覺到藍(lán)色光，它把它的電子之一分流到一種名為FAD的合作分子。電子通常都是成雙成對(duì)的，而且攜帶單獨(dú)電子的分子被稱為自由基，就如隱花色素和FAD現(xiàn)在正在進(jìn)行的。

電子擁有旋轉(zhuǎn)的性能，隱花色素和FAD的電子連接在一起，因此它們或者一起旋轉(zhuǎn)或者反向旋轉(zhuǎn)，這些狀態(tài)擁有不同的化學(xué)性能，而且自由基對(duì)能夠在它們之間碰撞。這里就是地球磁場(chǎng)進(jìn)來的地方，它能夠影響這些碰撞。在這種情況下，它能夠影響自由基對(duì)參與的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果或者速度。這就解釋了活的細(xì)胞如何能敏感察覺這樣弱的地球磁場(chǎng)。這同樣解釋了為什么鳥類需要依靠體內(nèi)的羅盤飛行。在百葉窗籠子中的一只知更鳥會(huì)嘗試在這個(gè)困境中逃離出去，即使它看不到任何的地標(biāo)。如果你遮蓋住知更鳥的右眼，它就會(huì)失去方向感。

隱花色素存在于視網(wǎng)膜中，而且似乎它連接到名為Cluster N的大腦部分。直到今天，我們?nèi)匀徊恢狸P(guān)于磁場(chǎng)的信息如何從眼睛中傳遞到大腦，或者在那里它如何處理。幫助揭開磁感角色的托斯滕-麗茲曾經(jīng)告訴我：“我們需要找到磁性神經(jīng)元?！?/p>

吳和迪克曼的研究或許看起來提供了答案，但是不是的。他們鑒定的腦干神經(jīng)元完全不靠近Cluster N區(qū)域，而且它們對(duì)于磁場(chǎng)的極性做出反應(yīng)。迪克曼說：“隱花色素的觀點(diǎn)不能為你提供極性信息。”他們兩人認(rèn)為鳥類磁性神經(jīng)元的性能更像用磁鐵礦做成的傳感器，這種磁鐵材料能夠用作小的羅盤。直到最近，科學(xué)家們認(rèn)為鳥類在它們的鳥嘴中有這樣的傳感器。鳥嘴中的神經(jīng)元可能含有磁鐵礦晶體，而且通過三叉神經(jīng)像大腦傳遞信息。每件事都似乎說得通。

但是本月初發(fā)表的一項(xiàng)研究中駁斥了這一觀點(diǎn)。克里斯多夫-特萊柏表示在鳥嘴中的地鐵礦事實(shí)上發(fā)現(xiàn)于名為巨噬細(xì)胞的免疫細(xì)胞中，而不是神經(jīng)元，而且它們并不包含磁鐵礦。相反的是這些細(xì)胞簡(jiǎn)單的從紅細(xì)胞中回收鐵元素，而不是使用它們感覺磁場(chǎng)?；蛟S在鳥嘴中仍然存在一個(gè)磁性傳感器，但是它同人們假設(shè)的完全不同。

因此如果腦干中的磁性神經(jīng)元并不是從眼睛或者鳥嘴中獲得它們的信號(hào)，什么替代了它們呢？迪克曼認(rèn)為答案在于內(nèi)耳，而且那就是他正在研究的部位。他說：“或許大腦中有兩個(gè)甚至三個(gè)接受器一起工作?！北热缯f，當(dāng)你走來走去的時(shí)候，你的大腦把你眼睛看到的信息和內(nèi)耳獲得的信息結(jié)合起來，或許磁感以同樣的方法工作。

（來源：騰訊科技）