騰訊科技訊（過客/編譯）在動物所掌握的所有超級感覺中，感覺地球磁場的能力很可能是最令人費解的。從二十世紀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一步復雜化。
科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鴿子大腦中能夠譯碼磁場的神經(jīng)元
看一下最新的發(fā)現(xiàn)。貝勒醫(yī)學院的吳樂青和大衛(wèi)-迪克曼已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鴿子大腦中能夠譯碼磁場的神經(jīng)元。它們根據(jù)地磁強度和指向方向而以不同的方式散布。這是一大進步。科學家們已經(jīng)鑒定出了對于磁感有重要作用的大腦部分，但是沒有人能夠成功確認導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“這一領域的里程碑”，它是長期以來都難以獲得的關鍵謎題部分。
但是吳和迪克曼的發(fā)現(xiàn)沒有解決這個磁感謎題。如果有的話，它使這個謎題更加復雜。直到最近，科學家們認為鳥類有兩個單獨的磁場探測器，一個在眼睛中一個在鳥嘴中。似乎新的磁性神經(jīng)元并未連接到任何一個探測器上。迪克曼說“我們不能確定信號來自哪里。”如果這些神經(jīng)元對磁場做出反應，鳥類的哪一部分把信息傳遞給它們，還存在第三個傳感器嗎？
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，接下來，他們創(chuàng)造了自己的磁場而且逐漸改變它們的強度和方向。隨著磁場移動，吳和迪克曼記錄了鴿子腦干前庭的獨特神經(jīng)元活動，這個區(qū)域聯(lián)系著大腦和脊柱而且也涉及到平衡。在早期試驗的基礎上，他們知道當鴿子使用它們的磁感能力時這一區(qū)域的神經(jīng)元發(fā)生變化。
他們發(fā)現(xiàn)它們周圍磁場強度變化時有53個向不同方向移動的神經(jīng)元。它們對地球磁場自然產(chǎn)生的一系列強度最敏感。它們的方向也因磁場在地平線上的指向而不同。最后一點是一個驚喜。二十世紀七十年代的早期試驗表明鳥類對地球磁場的極性并不敏感。但是吳和迪克曼的試驗表現(xiàn)出另外的性質。當“北極”在鳥腦袋周圍移動的時候，神經(jīng)元完全指向了一個方向，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航。這很容易猜測。方向感告訴鳥類向哪飛，就像一個指南針。高度感提供了關于緯度的信息。強度感能夠告訴鳥類它到底在哪，因為地球各地的磁場強度是不同的，通常都有很好的標度。這些都是似乎可信的理論，但是事實上它怎么工作是另外一回事，而且有一個更大的奧秘。
傳感器在哪？
如果這些神經(jīng)元處理磁場，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指南針，依靠的是名為隱花色素的蛋白質和一點量子力學。當?shù)鞍踪|感覺到藍色光，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的，而且攜帶單獨電子的分子被稱為自由基，就如隱花色素和FAD現(xiàn)在正在進行的。
電子擁有旋轉的性能，隱花色素和FAD的電子連接在一起，因此它們或者一起旋轉或者反向旋轉，這些狀態(tài)擁有不同的化學性能，而且自由基對能夠在它們之間碰撞。這里就是地球磁場進來的地方，它能夠影響這些碰撞。在這種情況下，它能夠影響自由基對參與的化學反應的結果或者速度。這就解釋了活的細胞如何能敏感察覺這樣弱的地球磁場。這同樣解釋了為什么鳥類需要依靠體內的羅盤飛行。在百葉窗籠子中的一只知更鳥會嘗試在這個困境中逃離出去，即使它看不到任何的地標。如果你遮蓋住知更鳥的右眼，它就會失去方向感。
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，我們仍然不知道關于磁場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。”
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，而且它們對于磁場的極性做出反應。迪克曼說：“隱花色素的觀點不能為你提供極性信息。”他們兩人認為鳥類磁性神經(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，科學家們認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)表的一項研究中駁斥了這一觀點。克里斯多夫-特萊柏表示在鳥嘴中的地鐵礦事實上發(fā)現(xiàn)于名為巨噬細胞的免疫細胞中，而不是神經(jīng)元，而且它們并不包含磁鐵礦。相反的是這些細胞簡單的從紅細胞中回收鐵元素，而不是使用它們感覺磁場。或許在鳥嘴中仍然存在一個磁性傳感器，但是它同人們假設的完全不同。
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，什么替代了它們呢？迪克曼認為答案在于內耳，而且那就是他正在研究的部位。他說：“或許大腦中有兩個甚至三個接受器一起工作。”比如說，當你走來走去的時候，你的大腦把你眼睛看到的信息和內耳獲得的信息結合起來，或許磁感以同樣的方法工作。
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本文標題：鳥類獨特磁感能力 眼睛和嘴是磁場探測器
地址：http://www.sdlzkt.com/a/kandian/20120428/55825.html
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