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May 30, 2019

人間の脳は無意識のうちに地磁気変化に反応

Evidence for ancient magnetic sense in humans

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190318132646.htm

人間における古の磁気感覚の証拠 Science dailyより

The human brain can unconsciously respond to changes in Earth's magnetic fields, according to a team of geoscientists and neurobiologists. Reported in eNeuro, this interdisciplinary study revives a research area in neuroscience that has remained dormant for decades.

地球科学者や神経生物学者のチームによると、人間の脳は無意識のうちに地磁気変化に反応することができる。eNeuroで報告されたこの学際的研究は数十年間休眠し続けけた神経科学の研究領域を復活させます。

Earth's magnetic fields 地磁気
geoscientists 地球科学者
neurobiologist.神経生物学者
interdisciplinary study 学際的研究

Many animals, such as migratory birds and sea turtles, have a geomagnetic sense that supports their biological navigation system. Although magnetoreception has been well-studied in these animals, scientists have not yet been able to determine whether humans share this ability.

渡り鳥やウミガメなどの多くの動物は、それらの生物学的ナビゲーションシステムをサポートする地磁気感覚を持っています。磁気受容はこれらの動物でよく研究されていますが、科学者はまだ人間がこの能力を共有するかどうかを決定することができませんでした。

migratory birds 渡り鳥
geomagnetic sense 地磁気感覚

Geoscientist Joseph Kirschvink, neuroscientist Shin Shimojo, and their colleagues at Caltech and the University of Tokyo set out to address this long-standing question using electroencephalography to record adult participants' brain activity during magnetic field manipulations. Carefully controlled experiments revealed a decrease in alpha-band brain activity -- an established response to sensory input -- in some participants. The researchers replicated this effect in participants who responded strongly and confirmed these responses were tuned to the magnetic field of the Northern Hemisphere, where the study was conducted.

地球科学者のジョー・カーシュビンク、神経科学者の下條 信輔、およびカリフォルニア工科大学と東京大学の同僚たちは、磁場操作中に成人参加者の脳活動を記録するために脳波を使用して、長年の懸案事項に取り組みました。慎重に行われた対照実験は、何人かの参加者において、アルファ帯域脳活動の減少 – 感覚入力に対する確立された反応 - を明らかにしました。研究者らは、強く反応した参加者にこの影響を再現し、これらの反応は研究が行われた北半球の磁場に同調したことを確認した。

long standing question 長年の懸案
electroencephalography 脳波
magnetic field manipulations 磁場操作
alpha-band アルファ帯域
sensory input 感覚入力

Future studies of magnetoreception in diverse human populations may provide new clues into the evolution and individual variation of this ancient sensory system.

多様な人間集団における磁気受容の将来の研究は、この古の感覚システムの進化と個体差に新しい手がかりを提供するかもしれません

用語

新学術領域「生物ナビゲーションのシステム科学」ニュースレター Vol.1(2017年2月号)
http://navi-science.org/newsletter1/

領域のあらまし
生物移動情報学とは

背景
私たちの世界はヒトや動物,いろいろな人工物の移動で溢れています.特に動物はその名の通り“動く物”であり,移動することが最も重要な生命活動の一つだと言うことができます.動物でも人工物でも,移動では適切な経路を選択して目的地に到達することが必要になります.この過程を「ナビゲーション」と呼びますが,それには,移動する環境の情報(周囲の映像,音,匂いなど)を把握し,さらに移動する動物体内情報(心拍数,血糖値,神経活動など)を移動行動に反映する能力が不可欠になります.しかし,動物のナビゲーション能力は長い間謎に包まれてきました.例えば,クジラの大回遊やサケの長距離母川回帰といったナビゲーションは,今世紀になってようやく解明の糸口が得られてきた研究フロンティアです.

アルファ波
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%83%95%E3%82%A1%E6%B3%A2

アルファ波(アルファは、α波)はヒト・動物の脳が発生する電気的信号(脳波)のうち、8〜13Hz成分のことをさす。アルファ波という名称は、ヒトの脳波を初めて記録したハンス・ベルガーが命名し、彼にちなんでベルガー波、ベルガーリズムとも呼ばれる。

さまざまな刺激や運動によるアルファ波の増減[編集]

アルファ波は閉眼、安静、覚醒した状態でより多く観察され、開眼や視覚刺激時、運動時、暗算などの精神活動時、緊張時、睡眠時には減少する。このように、様々な刺激や運動に伴ってある周波数帯域の振動が増えること(または減ること)をそれぞれ「事象関連同期」、「事象関連脱同期」と呼ぶ。事象関連同期/脱同期の例として、上述したミュー律動は、運動に先だってまず減少し、運動終了後に反動性に増加を示す。この現象を利用して脳波でロボットアームを動かす、ブレイン・コンピュータ・インターフェイスの研究もなされている。

磁気圏
http://swc.nict.go.jp/knowledge/magnetosphere.html

地球は磁場を持つ惑星の一つです。方位磁石のN極が地球表面のどこでもほぼ北を向くのは、 地球内部の外核と呼ばれる領域に流れる電流によって北極がS極、南極がN極となるような磁場が作られているからです(図1)。

電子やイオンなどの電気を帯びた粒子(荷電粒子・プラズマ)は、磁場によって曲げられる性質があります。 そのため、銀河宇宙線やプロトン現象(SEP *1)等に伴う高エネルギーの荷電粒子が、 地球の中低緯度まで入り込みにくくなっています(図2)。すなわち、地球磁場は、宇宙空間の高エネルギー粒子に対するバリアの役割を果たしています。

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