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永利手机网站人类的脑电波会对地球磁场的变化

2019-04-27 15:39

原标题:一边工作,一边刷手机?别太自责了,这其实是一种进化优势

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俗话说,专注带来成功。但事实上,研究人员发现,注意力更像是明暗不定的聚光灯,而不是始终如一的激光束。

科学家们进行了一项强有力的实验,表明人类的脑电波会对地球磁场的变化做出反应。据加州理工学院和东京大学的科学家称,许多人能够无意识地探测到地球磁场的变化。

这项针对人类和猕猴的研究显示,我们的专注力是爆发式的,而非连续的。例如,你似乎在专心阅读本文,但实际上,你的注意力每秒钟都会在集中与不集中之间过渡四次。

这项研究由加州理工学院的地球科学家Joseph Kirschvink (BS, MS '75)和神经科学家Shin Shimojo以及东京大学的神经工程师Ayu Matani领导,提供了实验证据,证明人类的脑电波对地球磁场的控制变化有反应。Kirschvink和Shimojo说这是人类新感知的第一个具体证据:磁接收。

这项研究由普林斯顿大学和加州大学伯克利分校的科学家联合开展,研究结果发表在《神经元》杂志上。研究人员发现,在注意力爆发的间隙,我们其实处于分心状态。在分心期间,大脑会暂停手头工作,检查周围环境,看看在注意力的主焦点之外,有没有什么东西可能更加重要。如果没有,大脑会重新聚焦于你正在做的事。

有人问:“许多动物都有磁感受器,那么我们为什么没有呢?”例如,蜜蜂、鲑鱼、海龟、鸟类、鲸鱼和蝙蝠利用地磁场来帮助它们导航,狗也可以通过训练来定位埋在地下的磁铁。长期以来,人们一直认为人类可能具有类似的能力。然而,尽管在80年代有大量的研究试图对它进行测试,但它从未得到最终的证明。地球生物学教授Kirschvink说“亚里士多德将五种基本感觉描述为包括视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉,然而,他没有考虑重力、温度、疼痛、平衡以及其他一些我们现在知道是人类神经系统一部分的内部刺激。我们的动物祖先认为,地磁传感器也应该在那里,而不是代表第六感,但可能是第10或第11人类的感觉被发现。”

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为了确定人类是否能感知磁场,Kirschvink和Shimojo建立了一个隔离的射频屏蔽室,让参与者静坐一个小时,完全黑暗。在这段时间里,他们通过放置在受试者头部64个位置的电极,无声地改变了房间周围的磁场,测量了受试者的脑电波。这项测试由34名来自不同种族、不同年龄的人参与。在一个特定的实验过程中,参与者有意识地体验到没有什么比独自坐在黑暗中更有趣的了。然而,在许多参与者中,他们脑电波的变化与周围磁场的变化有关。具体地说,研究人员跟踪了大脑中的阿尔法节律,它发生在8到13赫兹之间,是一种衡量大脑是处于忙碌状态,还是处于休息或“自动驾驶”模式。当人的大脑处于空闲状态时,阿尔法能量就会很高。当某物有意识或无意识地引起它的注意时,它的阿尔法能力就会下降。其他几种感官刺激,如视觉、听觉和触觉,已知会在刺激后的最初几秒钟内引起阿尔法波振幅的突然下降。

“大脑无法同时处理周围环境中的所有状况。”普林斯顿大学神经科学研究所副研究员、上述论文的合著者伊安·菲贝尔科恩(Ian Fiebelkorn)说,“于是,大脑发展出了过滤程序,在专注于某些信息的同时,忽略掉其他信息。”

实验表明,在一些参与者中,阿尔法能量在磁场刺激后立即开始从基线水平下降,在几百毫秒的时间里下降了60%,然后在刺激几秒钟后恢复到基线水平。Gertrude Baltimore实验心理学教授、加州理工大学天桥和Chrissy Chen神经科学研究所的附属教授Shimojo说:“这是一个经典的、经过充分研究的对感官输入的脑电波反应,被称为事件相关的去同步化,或阿尔法- erd。”

我们之所以意识不到那些间隙,是因为大脑欺骗了我们,让我们对现实的感知如同连续播放的电影。“这是一项重要发现,让我们想到了以往的争论,即感知是否是连续性的。”普林斯顿大学神经科学研究所的心理学教授、这项研究的负责人萨宾·卡斯特纳(Sabine Kastner)说,“我们感知周围环境的方式似乎是连续的。但我们的发现表明,这只是主观感受。其实,我们的感知会有节律性的变化。”

测试进一步显示,大脑似乎在积极处理磁性信息,并拒绝“非自然”的信号。例如,当磁场的垂直分量在实验中稳步向上时,脑电波没有相应的变化。由于磁场通常指向北半球,大脑似乎忽略了明显“错误”的信号。Kirschvink认为,该研究的这一组成部分可以通过在南半球复制该实验得到验证,而南半球的模式应该正好相反。

100多年前,普鲁士精神病学家汉斯·伯格(Hans Berger)曾经发现了这种大脑节律的存在。贝格尔从军期间,收到妹妹的一封信,说梦见他从马上跌落,摔断了腿。结果事情真的发生了。

“阿尔法- erd是一种强大的神经信号,用于感知和由此引起的注意力转移。事实上,我们看到它是对简单的磁旋转的反应,就像我们转动或摇头时所经历的一样,这是人类接受磁的有力证据。在人类进化和现代生活影响方面,我们发现的巨大个体差异也很有趣,”Shimojo说。“至于下一步,我们应该试着把它变成有意识的意识。”

伯格认为这是心灵感应,于是匆匆赶往实验室开始做实验。他发明了脑电图,直接从头皮记录脑电活动。第一幅脑电图显示,脑电波的模式的确具有节律性。虽然科学家知道节律反映了大脑内部的电脉冲,但他们仍不清楚引起节律的原因究竟是什么。

早期测试人类磁接收能力的挑战之一是,很难确保这些脑电波的变化确实与磁场有关,而不是与其他混淆效应有关。例如,如果线圈产生的磁场在房间周围产生了可听到的嗡嗡声,这可能足以触发参与者的阿尔法功率的变化。

永利手机网站,如今,普林斯顿大学神经科学研究所的研究首次证明,这些节律对应着大脑两种不同状态之间的交替。一种状态是专注,另一种状态是分心。在脑电波的波峰,我们的知觉敏感度处于最低水平,而在脑电波的波谷,我们的专注力处于最高水平,此时我们处理环境信息并作出反应的能力最强。

为了解决这些问题,本研究中使用的腔体不仅是漆黑和隔离的,用来改变磁场的铜线也被包裹起来并粘接在一起:每个线圈都有一对电线,而不是一条单线。当电流以相同的方向通过这些导线对时,室中的磁场就会改变。然而,电流以相反的方向通过成对的导线会抵消它们的磁场,同时产生相同的电加热和机械伪影。计算机完全控制实验并记录数据。结果自动处理与交钥匙计算机脚本,没有主观步骤。通过这种方式,研究小组能够证明,人类的大脑确实会对磁场做出反应,而不仅仅是线圈本身的能量。

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“我们的研究结果排除了电磁感应和磁感的‘量子罗盘’假说,”Kirschvink说,并指出了解释磁接收机制的两种可能性。Kirschvink认为,这一结果表明生物磁铁矿是人类接受磁场的感觉剂。1962年,海因茨·a·洛温斯坦(Heinz a . Lowenstam)发现,一种天然的磁性矿物——磁铁矿存在于软体动物的牙齿中。从那时起,人们发现生物磁铁矿存在于从细菌到人类的各种生物体中,并与其中许多生物体的地磁感觉有关。Kirschvink希望这项研究能为其他有兴趣复制和扩展这项研究的研究人员提供一个路线图。“鉴于已知的高度进化的地磁导航系统存在于动物王国的各个物种中,我们可能会保留至少一些功能正常的神经元件,这或许并不令人惊讶,尤其是考虑到我们并不遥远的祖先的游牧狩猎采集生活方式。”这种遗传的全部范围还有待发现,”他说。

“我们的发现具有突破性意义,因为它们提供了大脑节律与行为结果息息相关的确凿证据。”卡斯特纳说。

那么,大脑为什么要让我们经历如此快速的注意力脉冲?研究人员认为,这相当于一种进化优势。菲贝尔科恩说,“以前的生存环境更加危险,你必须时刻保持警惕,始终留意周围是否有猛兽出没。”

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