【正見新聞網2012年04月28日】
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複雜化。
看一下最新的發現。貝勒醫學院的吳樂青和大衛-迪克曼已經發現鴿子大腦中能夠解碼磁場的神經元。它們根據地磁強度和指向方向而以不同的方式散布。這是一大進步。科學家們已經鑑定出了對於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元。研究磁感的米利亞姆把它稱為“這一領域的裡程碑”，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現沒有解決這個磁感謎題。如果有的話，它使這個謎題更加複雜。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。似乎新的磁性神經元並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裡。”如果這些神經元對磁場做出反應，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?
尋找神經元
吳和迪克曼把鴿子放置在一組能夠產生定製磁場的線圈中來尋找它們的神經元。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幹前庭的獨特神經元活動，這個區域聯繫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域的神經元發生變化。
他們發現它們周圍磁場強度變化時有53個向不同方向移動的神經元。它們對地球磁場自然產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。最後一點是一個驚喜。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並不敏感。但是吳和迪克曼的試驗表現出另外的性質。當“北極”在鳥腦袋周圍移動的時候，神經元完全指向了一個方向，而且在相反的極性則表現最弱。
現在，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。高度感提供了關於緯度的信息。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，但是事實上它怎麼工作是另外一回事，而且有一個更大的奧秘。
傳感器在哪?
如果這些神經元處理磁場，什麼反饋給它們信息呢?指南針在那裡?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。當蛋白質感覺到藍色光，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。這裡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。這同樣解釋了為什麼鳥類需要依靠體內的羅盤飛行。在百葉窗籠子中的一隻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。
隱花色素存在於視網膜中，而且似乎它連接到名為Cluster N的大腦部分。直到今天，我們仍然不知道關於磁場的信息如何從眼睛中傳遞到大腦，或者在那裡它如何處理。幫助揭開磁感角色的托斯滕-麗茲曾經告訴我：“我們需要找到磁性神經元。”
吳和迪克曼的研究或許看起來提供了答案，但是不是的。他們鑑定的腦幹神經元完全不靠近Cluster N區域，而且它們對於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。鳥嘴中的神經元可能含有磁鐵礦晶體，而且通過三叉神經像大腦傳遞信息。每件事都似乎說得通。
但是本月初發表的一項研究中駁斥了這一觀點。克裡斯多夫-特萊柏表示在鳥嘴中的地鐵礦事實上發現於名為巨噬細胞的免疫細胞中，而不是神經元，而且它們並不包含磁鐵礦。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。
因此如果腦幹中的磁性神經元並不是從眼睛或者鳥嘴中獲得它們的信號，什麼替代了它們呢?迪克曼認為答案在於內耳，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。