Imagen: Demostrando que los campos magn√©ticos d√©biles influyen en los patrones de ondas cerebrales en los seres humanos, seg√ļn la nueva investigaci√≥n. Aqu√≠ se muestran las neuronas (verdes), que producen ondas cerebrales (Gerry Shaw/Wikimedia)

La capacidad de sentir el campo magn√©tico de la Tierra, un rasgo conocido como magnetorrecepci√≥n, est√° bien documentada entre muchos animales, sin embargo, los investigadores han tratado de demostrar durante mucho tiempo que los humanos tambi√©n son capaces de tal haza√Īa. Hasta ahora.

La nueva evidencia experimental publicada hoy en la revista cient√≠fica eNeuro sugiere que el cerebro humano es capaz de responder al campo magn√©tico de la Tierra, aunque a un nivel inconsciente. No est√° claro si nuestra capacidad aparente de percibir el campo magn√©tico es √ļtil de alguna manera, ya que es probable que sea un rasgo residual de nuestro pasado m√°s primitivo. Sin embargo, al dar con el nuevo hallazgo, los investigadores deben investigar m√°s para determinar si esta magnetorrecepci√≥n est√° contribuyendo de alguna manera a nuestro comportamiento o habilidades, como la orientaci√≥n espacial.

La magnetorecepción se encuentra tanto en invertebrados como en vertebrados, y es probablemente una capacidad que ha existido durante mucho tiempo. Algunas bacterias y protozoos exhiben magnetorrecepción, al igual que algunas aves migratorias y tortugas marinas, que utilizan el sentido adicional como ayuda con la navegación. Los perros también son sensibles al campo magnético de la Tierra, orientando sus cuerpos a lo largo del eje Norte-Sur cuando hacen caca.

Hace unos 30 a√Īos, los cient√≠ficos trataron de determinar si los humanos tienen una capacidad similar, pero fue en vano. Estos esfuerzos pioneros produjeron resultados que no fueron concluyentes o no fueron reproducibles, por lo que los cient√≠ficos se dieron por vencidos al pensar que la magnetorecepci√≥n es algo fuera del reino humano. En los a√Īos que siguieron, el trabajo en animales apunt√≥ cada vez m√°s a la magnetorrecepci√≥n como resultado de un complejo procesamiento neurol√≥gico, una posibilidad que motiv√≥ al geof√≠sico de Caltech Joseph Kirschvink y al neurocient√≠fico Shin Shimojo a revisar el tema.

‚ÄúNuestro enfoque fue concentrarnos solo en la actividad de las ondas cerebrales‚ÄĚ, dijo Kirschvink a Gizmodo. ‚ÄúSi el cerebro no responde al campo magn√©tico, entonces no hay forma de que el campo magn√©tico pueda influir en el comportamiento de alguien‚ÄĚ. El cerebro primero debe percibir algo para poder actuar sobre √©l, no existe tal cosa como la ‚Äúpercepci√≥n extra sensorial. Lo que hemos demostrado es que este es un sistema sensorial adecuado en los seres humanos, al igual que en muchos animales‚ÄĚ.

Advertisement

Para probar si el cerebro humano es capaz de magnetorrecepci√≥n, y para hacerlo de una manera confiable y cre√≠ble, Kirschvink y Shimojo establecieron un experimento bastante complejo que involucra una c√°mara especialmente dise√Īada para filtrar cualquier interferencia extra√Īa que pueda influir en los resultados.

Ilustración: Ilustración de la configuración experimental (C. Bickel)

La c√°mara aislada, dentro de la cual los participantes ten√≠an sus ondas cerebrales controladas por electroencefalograma (EEG), se encontraba dentro de una jaula de Faraday, la cual proteg√≠a todo el contenido interior de los campos electromagn√©ticos externos. Tres conjuntos ortogonales de bobinas cuadradas, llamadas bobinas de Merritt, permitieron a los investigadores controlar los campos magn√©ticos ambientales alrededor de la cabeza de un participante. Los paneles ac√ļsticos en la pared redujeron el ruido externo del edificio, mientras que una silla de madera y un piso aislado impidieron cualquier interferencia no deseada con las bobinas magn√©ticas. Se coloc√≥ un EEG junto al participante, que se conect√≥ a una computadora en otra habitaci√≥n con un cable de fibra √≥ptica.

Advertisement

Durante experimentos cuidadosamente controlados, los participantes se sentaron en posición vertical en la silla con sus cabezas colocadas cerca del centro del campo magnético, mientras que los datos del EEG se recolectaron de 64 electrodos. Las pruebas de una hora de duración, en las que la dirección de los campos magnéticos se rotaron repetidamente, se realizaron en total oscuridad. El experimento involucró a 34 voluntarios adultos, que colectivamente participaron en cientos de ensayos; todas las pruebas se realizaron con doble ciego y también se incluyeron grupos de control.

Despu√©s de los experimentos, ninguno de los participantes dijo que pod√≠an decir cu√°ndo o si se hab√≠a producido alg√ļn cambio en el campo magn√©tico. Pero para cuatro de los 34 participantes, los datos del EEG contaron una historia diferente.

Imagen: Datos de EEG que muestran la fuerza de las ondas alfa, seg√ļn la influencia de los campos magn√©ticos (Wang et al., eNeuro (2019)

Advertisement

Como se se√Īal√≥ en el nuevo estudio, los investigadores registraron ‚Äúuna respuesta cerebral espec√≠fica y fuerte‚ÄĚ a las ‚Äúrotaciones de los campos magn√©ticos de la fuerza de la Tierra‚ÄĚ. Espec√≠ficamente, la estimulaci√≥n magn√©tica caus√≥ una ca√≠da en la amplitud de las ondas alfa de EEG entre 8 y 13 Hertz: una respuesta que se pod√≠a repetir entre esos cuatro participantes, incluso meses despu√©s. Dos rotaciones simples del campo magn√©tico parec√≠an desencadenar la respuesta: movimientos similares a los de una persona que asiente con la cabeza hacia arriba o hacia abajo, o que la gira de izquierda a derecha.

El ritmo alfa es la onda cerebral dominante producida por las neuronas cuando los individuos no procesan ninguna informaci√≥n sensorial espec√≠fica ni realizan una tarea espec√≠fica. Cuando ‚Äúel cerebro introduce y procesa repentinamente el est√≠mulo, el ritmo alfa generalmente disminuye‚ÄĚ, escribieron los autores. La ca√≠da en las ondas alfa observada durante estos experimentos suger√≠a que el cerebro interpretaba los campos magn√©ticos como alg√ļn tipo de est√≠mulo, cuyo prop√≥sito o resultado neurol√≥gico no est√° claro. Pero como se√Īal√≥ el estudio, esta observaci√≥n ahora ‚Äúproporciona una base para iniciar la exploraci√≥n conductual de la magnetorrecepci√≥n humana‚ÄĚ.

Los investigadores no saben c√≥mo el cerebro humano es capaz de sentir los campos magn√©ticos, pero Kirschvink tiene una teor√≠a favorita. Puede haber ‚Äúc√©lulas sensoriales especializadas que contienen diminutos cristales de magnetita‚ÄĚ, dijo, que actualmente es ‚Äúla √ļnica teor√≠a que explica todos los resultados, y para la cual hay datos fisiol√≥gicos directos en animales‚ÄĚ. En 1992, Kirschvink y su colegas aislaron cristales de magnetita biog√©nica de cerebros humanos, por lo que puede encontrarse en algo; otros investigadores deber√≠an sumergirse en esta posibilidad para hacer realidad la idea.

Advertisement

‚ÄúLa magnetorecepci√≥n es un sistema sensorial normal en los animales, al igual que la visi√≥n, el o√≠do, el tacto, el gusto, el olfato, la gravedad, la temperatura y muchos otros‚ÄĚ, dijo Kirschvink a Gizmodo. ‚ÄúTodos estos sistemas tienen c√©lulas espec√≠ficas que detectan el fot√≥n, la onda de sonido o lo que sea, y env√≠an se√Īales de ellos al cerebro, al igual que un micr√≥fono o c√°mara de video conectada a una computadora. Pero sin el software en la computadora, el micr√≥fono o la c√°mara de video no funcionar√°n. Estamos diciendo que la neurofisiolog√≠a humana evolucion√≥ con un magnet√≥metro, probablemente basado en magnetita, y el cerebro tiene un extenso software para procesar las se√Īales‚ÄĚ.

De cara al futuro, a Kirschvink le gustar√≠a comprender mejor la biof√≠sica de esta capacidad, incluida la medici√≥n del umbral de sensibilidades. Shimojo cree que podr√≠a ser posible llevar la magnetorecepci√≥n a la conciencia consciente, una posibilidad que podr√≠a generar direcciones de investigaci√≥n completamente nuevas. Imagina, por ejemplo, si los futuros humanos tuvieran una br√ļjula incorporada, permiti√©ndoles sentir el norte magn√©tico.

A Michael Winklhofer, del Instituto de Biolog√≠a y Ciencias Ambientales de la Universidad Carl von Ossietzky de Oldenburg, le gust√≥ el nuevo estudio y dijo que los autores ‚Äúhicieron todo lo posible para descartar ruidos que podr√≠an ocurrir f√°cilmente durante el registro de la actividad el√©ctrica cerebral en un campo magn√©tico cambiante. Adem√°s, la descripci√≥n de la configuraci√≥n y los m√©todos fue tan detallada que el estudio se puede replicar f√°cilmente‚ÄĚ, dijo.

Advertisement

‚ÄúPor primera vez en humanos, se observaron respuestas claras a los cambios en el campo magn√©tico. A pesar de que el campo magn√©tico no fue percibido conscientemente en las personas de prueba que mostraron respuestas cerebrales en el campo, el estudio invita a otros cient√≠ficos a realizar investigaciones para comprender el mecanismo por el cual el campo magn√©tico provoca actividad neuronal‚ÄĚ, dijo Winklhofer a Gizmodo.

El bi√≥logo Kenneth J. Lohmann de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill dijo que era un ‚Äúestudio fascinante y provocativo‚ÄĚ. Dado que ‚Äúmuchos otros animales pueden sentir el campo magn√©tico de la Tierra, es ciertamente una posibilidad que los humanos tambi√©n pueden‚ÄĚ, le dijo a Gizmodo. Dicho esto, cre√≠a que los resultados deb√≠an interpretarse con ‚Äúgran precauci√≥n‚ÄĚ.

‚ÄúUna cosa es encontrar un cambio sutil en la actividad cerebral en respuesta a un campo magn√©tico d√©bil, y otra cosa es mostrar que las personas realmente detectan y utilizan la informaci√≥n del campo magn√©tico de manera significativa‚ÄĚ, dijo Lohmann.

Advertisement

De hecho, por ahora tendremos que contentarnos con la observación de que los cerebros humanos pueden detectar las ondas magnéticas, y dejarlo así. Los investigadores ahora tendrán que averiguar por qué existe la magnetorrecepción humana y si esta capacidad se extiende de alguna manera a nuestro comportamiento. En cualquier caso, podemos esperar nuevas y emocionantes ciencias en el futuro. [eNeuro]