科學(xué)家尚不清楚我們的大腦中為什么會有磁鐵礦晶體，但這可能與地球的磁場有關(guān)。

在《X戰(zhàn)警》系列作品中，萬磁王是一個超級反派，X戰(zhàn)警的頭號死敵。在變種人當(dāng)中，萬磁王的超能力是頂級的存在，可以控制任何形式的磁場（包括地球磁場），讓自己和其他人漂浮起來，甚至還能將這種能力擴(kuò)展到原子級別，操縱化學(xué)結(jié)構(gòu)并改變物質(zhì)。那么，能否僅僅通過精神力量來控制金屬和磁場？這在現(xiàn)實(shí)生活中有可能嗎？

2019年，有研究者設(shè)計(jì)了一些微小的磁性蛋白質(zhì)晶體，將其植入到細(xì)胞中，然后發(fā)現(xiàn)可以用磁鐵從外部移動這些細(xì)胞。換句話說，他們創(chuàng)造出了具有磁性的細(xì)胞。很有意思，但如果大腦中也有類似的磁性晶體，又會如何呢？

磁鐵礦是什么？

磁鐵礦是自然界中儲量最豐富的磁性物質(zhì)，其主要成分為四氧化三鐵（Fe3O4）——可以近似地看作氧化亞鐵（FeO）和氧化鐵（Fe2O3）組成的化合物（有時(shí)寫成FeO·Fe2O3）——是一種既含鐵離子又含亞鐵離子的特殊礦物。

在自然界中，磁鐵礦可以存在于任何類型的巖石中，包括火成巖、沉積巖、變質(zhì)巖、石灰?guī)r和火山沉積物等。在生物體內(nèi)，我們也能發(fā)現(xiàn)磁鐵礦粒子。眾所周知，細(xì)菌、鳥類、魚類和海龜?shù)壬锒紩玫厍虼艌鰜韺?dǎo)航，而地磁場的變化也會影響它們的行為，并可能對生物圈的演化產(chǎn)生影響。

科學(xué)家對這些生物體內(nèi)磁性成分的存在和用途進(jìn)行了深入研究，并認(rèn)為這種體內(nèi)的磁性礦物就是生物利用地磁場導(dǎo)航的“磁接收器”載體。不過，目前對人類體內(nèi)磁性物質(zhì)的了解卻很少。人類是否和鳥類和細(xì)菌一樣都有磁性晶體？這是神話還是有科學(xué)依據(jù)的事實(shí)？如果這些晶體存在的話，它們在哪里？能做什么？

大腦中的磁性晶體

1992年，科學(xué)家首次在人類大腦組織中發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦顆粒。當(dāng)然，這一發(fā)現(xiàn)并不令人困惑，因?yàn)槿祟愌褐芯陀兄S富的鐵?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，這些鐵礦化物粒子屬于磁鐵-赤鐵礦家族范圍，且很多晶體的組織結(jié)構(gòu)與趨磁細(xì)菌和魚類身上的礦物十分相像，均為單疇晶體。那么，大腦中這些磁鐵礦晶體究竟是孤立事件，還是普遍現(xiàn)象？

為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，德國慕尼黑大學(xué)的研究人員在2018年進(jìn)行了一項(xiàng)研究。他們從7個被解剖的人類大腦中提取了822個樣本，分析其中是否含有磁性物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，大腦中確實(shí)存在磁鐵礦晶體，特別是在小腦和腦干中，而且所有樣本的結(jié)果都一致。

磁鐵礦晶體如何進(jìn)入大腦？

2018年的這項(xiàng)研究還試圖了解磁性晶體是起源于人體內(nèi)部，還是來自外部。許多人認(rèn)為，這些磁鐵礦晶體是外部起源的，這意味著它們來自外界環(huán)境，并通過某種方式進(jìn)入大腦。磁鐵礦納米顆?？梢酝ㄟ^鼻腔進(jìn)入大腦。如果是這樣的話，那么在大腦的嗅球區(qū)域（位于鼻子的正上方），這些磁性粒子的濃度應(yīng)該最高;而在遠(yuǎn)離鼻子的大腦后部，磁鐵礦納米顆粒的數(shù)量應(yīng)該很少，因?yàn)樗鼈儾荒茌p易地到達(dá)那里。此外，由于每個人都呼吸著同樣的空氣，因此在男性和女性大腦中這種物質(zhì)的存在應(yīng)該沒什么區(qū)別。

然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，大腦前部和后部的磁鐵礦晶體數(shù)量并無差異。男性和女性大腦的結(jié)果也不一致。很顯然，外部起源的理論并不準(zhǔn)確。

為什么大腦里會有磁鐵礦晶體？

沒人知道確切的答案，但許多研究者都提出了自己的猜測。有人認(rèn)為，這是一種人類固有的導(dǎo)航系統(tǒng)，但隨著進(jìn)化，這種功能逐漸消失。對于大多數(shù)游牧民族，尤其在極端環(huán)境下，也能夠在沒有指南針和陽光的情況下有效地導(dǎo)航。另一些研究者則認(rèn)為是空氣污染導(dǎo)致了這種現(xiàn)象，還有人認(rèn)為這與神經(jīng)退行性疾病和衰老有關(guān)。

有實(shí)驗(yàn)表明，一些生物體內(nèi)的磁性物質(zhì)幾乎都是其自身合成的，且所有磁場感應(yīng)器官的生物功能都來自這些高度進(jìn)化、被包裹在感覺系統(tǒng)內(nèi)的亞鐵磁晶體。

鳥類大腦中具有能夠幫助它們導(dǎo)航的磁性晶體，人類大腦中的晶體是否也有同樣的功能？2019年發(fā)表的一項(xiàng)研究希望回答這一問題。來自加州理工學(xué)院、東京大學(xué)和普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家測試了人類能否對地球磁場做出反射式的反應(yīng)。

研究人員將受試者安排在一間充滿磁場的隔離室中，確保實(shí)驗(yàn)不受外部磁干擾源的影響。他們發(fā)現(xiàn)，受試者的大腦都表現(xiàn)出了顯著的神經(jīng)活動模式，這意味著大腦的某些區(qū)域會對人造磁場表現(xiàn)出活躍跡象。

不過，由于該領(lǐng)域的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是孤立的，很少有重復(fù)實(shí)驗(yàn)，因此這一問題目前還沒有定論。那么，大腦中的這些晶體能否幫助我們成為萬磁王？很可能不會，因?yàn)槲覀儾⒉恢肋@些磁性顆粒在大腦中有什么功能。目前，關(guān)于這一課題的研究還十分有限。通過對其他生物的大量研究，以及未來這一課題的進(jìn)一步深入，我們或許很快就會明白磁性納米晶體對日常生活有多么大的影響。在那之前，我們還是把用大腦控制物體的能力留給科幻小說吧。