Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Следует отметить, что клнновидный и решетчатый синусы при рождении малы, но быстро увеличиваются в течение примерно пяти лет, а в 12 лет достигают почти того же размера, что и у взрослых (МагевЬ, 1940; Сайеу, 1978). Независимо от того, содержится ли магнетит в материале костной ткани синуса, обнаруживающем положительную окраску на железо, различные аспекты компасной ориентации и ориентации на цель у человека согласуются, по-видимому, с гипотезой о магниторецепторе, в котором используются отложения магнитного материала. Эта точка зрения находит подтверждение в современных исследованиях на почтовых голубях. Гоулд и Уолкот (см.
%а!со11, 1982) создавали вокруг головы почтового голубя сильное магнитное поле, а затем определяли хоминговую реакцию. Как показывают предварительные исследования, после того как в области головы голубя было приложено сильное переменное магнитное поле, его способность к магниторецепции становилась менее выраженной, тогда как после воздействия сильного статического поля магниторецепция заметно улучшалась. Авторы полагают, что степень 26. Магнитореценция у человека 369 упорядоченности магнитных частиц, входящих в состав магниторецептора в голове голубя, уменьшается в переменном поле и увеличивается в постоянном внешнем магнитном поле. Если принять, что при более высокой степени упорядоченности частиц магниторецепцня осуществляется с большей точностью и надежностью, то можно предположить, что ориентация кровати, на которой спит испытуемый, влияет на его компасную ориентацию (Валет, 1984а; рис.
26.7). Этим можно было бы объяснить, во-первых, более точную ориентацию испытуемых, спящих ногами на север, и, во-вторых, данные о том, что, хотя точность компасного чувства у испытуемых, располагающихся во время сна ногами на север и на юг, одинакова, у последних к вечеру способность к ориентации ухудшается сильнее, чем у первых. Далее, в рамках этой гипотезы можно высказать несколько поддающихся проверке предположений.
Во-первых, в тропиках обе категории испытуемых должны ориентироваться сходным образом. Во-вторых, в южном полушарии у людей, располагающихся во время сна ногами на юг, должна иметь место более точная компасная ориентация. В-третьих, магнитные бруски, прикрепленные вдоль магниторецептора северным полюсом вверх, должны в большей степени влиять на ориентацию испытуемых, спящих ногами на юг, чем на север, а для магнитов с южным полюсом, направленным вверх, картина должна быть обратной, Анализ ранее полученных данных и предварительные результаты новых специально поставленных опытов (Валет, 1984а, 1985) подтверждают это последнее предположение. В предположении об упорядочении и разупорядочении частиц магнетита можно объяснить и другие особенности результатов, полученных в опытах с вращающимся креслом и в автобусных экспериментах, в частности улучшение ориентации на цель после наложения искусственного магнитного поля (табл.
26.6) и влияние магнита на ориентацию даже после его снятия (рис. 16.6; см. также Валет, 1984а, Ь, 1985), Этим же можно объяснить и влияние магнитной активности перед опытом на ориентационные способности человека и голубей. Если последнее предположение справедливо, то это могло бы означать, что и в естественных условиях гипотетический магниторецептор, состоящий из частиц магнетита, находится в динамичном состоянии. Тогда высокое отношение «предшественник/магнетит» у пчел (Кп1егЬасЬ е1 а1., 1982) можно было бы объяснить тем, что в магниторецепторе постоянно происходит перестройка частиц магнетита.
Это может быль связано с группированием или другими нарушениями расположения часпщ магнетита во времени и с необходимостью замены их другими частицами оптимального размера и ориентации; в таком случае положение тела человека во время сна может играть роль в поддержании оптимальных характеристик магниторецептора.
Предположим, что у каждого индивидуума магнитные частицы в голове располагаются вполне определенным образом, зависящим от его ориентации во время сна (рис. 26.7). Предположим также, что испытуе- 370 Ч. К Восприятие магнитных полей человеком Л 7, Рис. 2б.7. Гипотеза, объясняющая влияние ориентации испытуемого во время сна на его магннторецепцию, исходя нз упорядочения магнитных частиц в голове (Вакег, !984 а). Штриховые стрелки указывают направление вертикальнОй и горизонтальной компонент геомагннтного поля в умеренных широтах северного полушария. Поскольку человек, спящий ногами на север (А), время ог времена поворачивается во сне, вертикальная компонента исчезает, н возникает четкая ориентировка частиц.
Соответственно днем днполи в голове такого человека направлены примерно таким же образом, что н вектор геомагиитного поля. У человека же, спящего ногами на юг (В), днем !шпола ориентируется антипараллельно геомаглвтному полю. У человека, ориентированного во время сна в направлении восток †зап (В), исчезают и вертикальная, и горизонтальная компоненты. Какая-то упорядоченность частиц в этом случае может иметь место только в том случае, если человек епнт на правом иля левом боку разное время. мого обучают связывать определенный сигнал от магниторецептора с определеннь!м компасным направлением. Тогда любое изменение в расположении магнитных частиц может привести к изменению сигналов, генерируемых магниторецептором для каждого компасного направления, и в результате может возникнуть ошибка в интерпретации компасного направления, сохраняющаяся и после устранения искусственного магнитного поля.
В этом случае эффект последействня будет сохраняться до тех пор, пока старые или вновь образовавшиеся частицы магнетита не займут исходное положение благодаря определенной ориентации испытуемого во время сна нли до тех пор, пока человек не научится ассоциировать новые сигналы магниторецептора с истинным компасным направлением. Однако, даже если переориентация частиц приведет к неверной интерпретации компасного направления, это вовсе не означает, что интерпретация угла поворота в геомагннтном поле также будет неверной. Большинство (а возможно, и все) результатов опытов с вращающимся креслом и автобусных экспериментов совместимы с представлением о наличии магниторецептора, состоящего из частиц, способных к ориентации н переориентации как в естественных условиях, так н при искусственных воздействиях в ходе опыта. Перед нами стоит сейчас чрезвычайно интересная задача: построение внутренне непротиворечивой модели, которая позволит предсказать изменение ориентационной способ- 2б.
Магииторечепция у человека 371 ности под влиянием определенного изменения в расположении частиц. Если мы сможем получить предсказуемые и воспроизводимые эффекты в опытах, основанных на такой модели, это позволит нам надеяться, что мы приближаемся к разрешению одной из наиболее интересных задач в биологии. 6. Заключение Физиологические реакции приматов на изменения магнитного поля исследовали на обезьянах и на человеке. Был сделан вывод, что магнитные бури и сильные искусственные магнитные поля оказывают неблагоприятное влияние на физиологические процессы у приматов.
С другой стороны, искусственные, но слабые магнитные поля, приложенные к поврежденной костной ткани, способствуют ее заживлению. Однако лишь немногие из этих физиологических реакций явным образом связаны с магниторецепцией. Исследование магниторецепции проводилось на людях, у которых изучали три типа поведенческих реакций так называемую реакцию лозоходцев, компасную ориентацию и ориентацию на цель. Результаты всех этих опытов позволяют предположить наличие магниторецептора в передней части головы„примерно на уровне глаз, но, вероятно, за ними; изучение реакции лозоходцев указывает также на существование магниторецептора в области надпочечников.
Магнитомегрнческое и гистологическое исследования тканей человека показали, что надпочечники и костная ткань клиновиднорешетчатого синуса обладают повышенной остаточной намагниченностью и, вероятно, содержат отложения железа, Исследование компасной н целевой ориентации позволяет высказать предположение о том, что окружающее магнитное поле может влиять на магниторецепторы, изменяя упорядоченность магнитных частиц. В ряде случаев такие перестройки могут не ухудшать, а улучшать ориентационные способности человека.
Благодарности. Образцы тканей человека были предоставлены нам проф. Ейтсом, д-ром М.И. Райтом и сотрудниками факультета патологии Манчестерского университета. Д-р П. Дэгли и факультет геофизики Ливерпульского университета позволили использовать их магнитометр. Геомагнитная группа 1ОБ (Эдинбург) снабдила нас сведениями о магнитной активности. В Манчестере автобусные эксперименты были проведены мною совместно с д-ром С.Е.Р. Бэйли (1979 г.), д-ром Дж.Г.
Мазер (1979 — 1982 г.г.) и Р,Г, Мэрфи (1982 г.), в Принстоне-с проф. Дж.Л. Гоулдом (1981 г.), в Корнелле — с проф. К. Адлером (1981 г.). Р.Г. Мэрфи провел очень трудоемкую серию опытов с вращающимся креслом на манчестерских школьниках; около сотни друзей, членов моей семьи и студентов участвовали в качестве экспериментаторов в других аналогичных опытах. Д-р П. Земм, д-р Дж. Ратклиф, проф.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
