为什么我们的大脑里会出现磁铁？

导读：科学家尚不清楚我们的大脑中为什么会有磁铁矿晶体，但这可能与地球的磁场有关。

北京时间6月18日消息，科学家尚不清楚我们的大脑中为什么会有磁铁矿晶体，但这可能与地球的磁场有关。在《X战警》系列作品中，万磁王是一个超级反派，X战警的头号死敌。在变种人当中，万磁王的超能力是顶级的存在，可以控制任何形式的磁场（包括地球磁场），让自己和其他人漂浮起来，甚至还能将这种能力扩展到原子级别，操纵化学结构并改变物质。

那么，能否仅仅通过精神力量来控制金属和磁场？这在现实生活中有可能吗？

2019年，有研究者设计了一些微小的磁性蛋白质晶体，将其植入到细胞中，然后发现可以用磁铁从外部移动这些细胞。换句话说，他们创造出了具有磁性的细胞。很有意思，但如果大脑中也有类似的磁性晶体，又会如何呢？

大脑中发现磁铁矿晶体的区域，包括嗅球、脑干和小脑

磁铁矿是什么？

磁铁矿是自然界中储量最丰富的磁性物质，其主要成分为四氧化三铁（Fe3O4）——可以近似地看作氧化亚铁（FeO）和氧化铁（Fe2O3）组成的化合物（有时写成FeO·Fe2O3）——是一种既含铁离子又含亚铁离子的特殊矿物。

在自然界中，磁铁矿可以存在于任何类型的岩石中，包括火成岩、沉积岩、变质岩、石灰岩和火山沉积物等。在生物体内，我们也能发现磁铁矿粒子。众所周知，细菌、鸟类、鱼类和海龟等生物都会利用地球磁场来导航，而地磁场的变化也会影响它们的行为，并可能对生物圈的演化产生影响。

科学家对这些生物体内磁性成分的存在和用途进行了深入研究，并认为这种体内的磁性矿物就是生物利用地磁场导航的“磁接收器”载体。不过，目前对人类体内磁性物质的了解却很少。人类是否和鸟类和细菌一样都有磁性晶体？这是神话还是有科学依据的事实？如果这些晶体存在的话，它们在哪里？能做什么？

大脑中的磁性晶体

1992年，科学家首次在人类大脑组织中发现了磁铁矿颗粒。当然，这一发现并不令人困惑，因为人类血液中就有着丰富的铁。科学家还发现，这些铁矿化物粒子属于磁铁-赤铁矿家族范围，且很多晶体的组织结构与趋磁细菌和鱼类身上的矿物十分相像，均为单畴晶体。那么，大脑中这些磁铁矿晶体究竟是孤立事件，还是普遍现象？

一些研究者推测，大脑中磁性粒子浓度最高的区域应该在嗅球，最低的区域则是远离鼻子大脑后部，但事实并非如此

为了验证这一点，德国慕尼黑大学的研究人员在2018年进行了一项研究。他们从7个被解剖的人类大脑中提取了822个样本，分析其中是否含有磁性物质。研究发现，大脑中确实存在磁铁矿晶体，特别是在小脑和脑干中，而且所有样本的结果都一致。

磁铁矿晶体如何进入大脑？

2018年的这项研究还试图了解磁性晶体是起源于人体内部，还是来自于外部。许多人认为，这些磁铁矿晶体是外部起源的，这意味着它们来自于外界环境，并通过某种方式进入大脑。磁铁矿纳米颗粒可以通过鼻腔进入大脑。如果是这样的话，那么在大脑的嗅球区域（位于鼻子的正上方），这些磁性粒子的浓度应该最高；而在远离鼻子的大脑后部，磁铁矿纳米颗粒的数量应该很少，因为它们不能轻易地到达那里。此外，由于每个人都呼吸着同样的空气，因此在男性和女性大脑中这种物质的存在应该没什么区别。

然而，研究人员发现，大脑前部和后部的磁铁矿晶体数量并无差异。男性和女性大脑的结果也不一致。很显然，外部起源的理论并不准确。

为什么大脑里会有磁铁矿晶体？

没人知道确切的答案，但许多研究者都提出了自己的猜测。有人认为，这是一种人类固有的导航系统，但随着进化，这种功能逐渐消失。对于大多数游牧民族，尤其在极端环境下，也能够在没有指南针和阳光的情况下有效地导航。另一些研究者则认为是空气污染导致了这种现象，还有人认为这与神经退行性疾病和衰老有关。

有实验表明，一些生物体内的磁性物质几乎都是其自身合成的，且所有磁场感应器官的生物功能都来自于这些高度进化、被包裹在感觉系统内的亚铁磁晶体

鸟类大脑中具有能够帮助它们导航的磁性晶体，人类大脑中的晶体是否也有同样的功能？2019年发表的一项研究希望回答这一问题。来自加州理工学院、东京大学和普林斯顿大学的科学家测试了人类能否对地球磁场做出反射式的反应。

研究人员将受试者安排在一间充满磁场的隔离室中，确保实验不受外部磁干扰源的影响。他们发现，受试者的大脑都表现出了显著的神经活动模式，这意味着大脑的某些区域会对人造磁场表现出活跃迹象。

不过，由于该领域的大多数实验都是孤立的，很少有重复实验，因此这一问题目前还没有定论。那么，大脑中的这些晶体能否帮助我们成为万磁王？很可能不会，因为我们并不知道这些磁性颗粒在大脑中有什么功能。目前，关于这一课题的研究还十分有限。通过对其他生物的大量研究，以及未来这一课题的进一步深入，我们或许很快就会明白磁性纳米晶体对日常生活有多么大的影响。在那之前，我们还是把用大脑控制物体的能力留给科幻小说吧。