Cos’è la magnetorecezione? L’essere umano e la magnetorecezione

L’area della percezione è uno dei campi più diversi delle neuroscienze per la grande quantità di sensi che esistono nel regno animale. Oltre ai cinque sensi classici: la vista, l’udito, il gusto, l’olfatto e il tatto; ce ne sono molti altri come la propriocezione (la capacità di percepire la postura corporea), la termorecezione (percepire le temperature) o la nocicezione (che comprende tutte le strutture nervose responsabili della percezione del dolore). Ma al di là di tutto questo esistono capacità neurofisiologiche ancora più affascinanti. Il Dottore in Biomedicina Pablo Barrecheguren spiega cos’è la magnetorecezione, come funziona e il rapporto degli esseri umani con essa.

Che cos’è la magnetorecezione?

La capacità di percepire i campi magnetici, o magnetorecezione, è uno dei sensi più studiati negli ultimi anni. Sebbene le ricerche sugli esseri umani siano ancora in fase iniziale, i lavori condotti nel mondo animale hanno dimostrato l’esistenza di questo senso in alcuni esseri viventi.

Inizialmente, molti di questi studi si sono concentrati su animali migratori, poiché il campo magnetico terrestre varia lungo il pianeta, quindi teoricamente potrebbe essere utilizzato come un metodo di orientamento.

Prime ricerche: rotte acquatiche

Tra i primi lavori pubblicati ci sono quelli che studiavano le rotte acquatiche delle tartarughe caretta. Questo animale marino ha una rotta migratoria circolare che comprende migliaia di chilometri sott’acqua dalla costa orientale della Florida attraverso tutto il Mar dei Sargassi. Per verificare se le tartarughe utilizzassero il campo magnetico terrestre per orientarsi, sono state esposte a diversi campi magnetici mentre nuotavano e si è osservato che gli animali modificavano la direzione del loro nuoto in base al campo magnetico al quale venivano esposti.

Attualmente, sappiamo che ci sono almeno cinquanta specie animali tra rettili, anfibi, mammiferi, pesci, crostacei e insetti che possiedono qualche tipo di magnetorecezione.

Come funziona la magnetorecezione

Dopo aver scoperto l’esistenza della magnetorecezione, il passo successivo è stato scoprire come funziona questo senso. Ogni senso si basa su delle strutture molecolari che reagiscano allo stimolo e un sistema nervoso in grado di elaborare tale reazione. Per esempio, i fotorecettori che abbiamo nella retina degli occhi, i quali reagiscono alla luce stimolando parti della nostra corteccia cerebrale, e questo dà origine al nostro senso della vista.

Criptocromi

Nella magnetorecezione i criptocromi sono una famiglia di proteine che hanno attirato molta attenzione: si tratta di sistemi capaci di captare la luce, in generale sono ampiamente distribuiti nel regno animale (sia nei vertebrati che negli invertebrati) e per alcuni di essi è stato osservato che sono importanti nella regolazione dei ritmi circadiani.

Tra questi, diversi studi indicano che proteine come il criptocromo4 (Cry4) sono importanti nella magnetorecezione degli uccelli, e si ritiene che permetterebbero loro di “vedere” i campi magnetici, poiché si trovano in grande abbondanza nella retina di questi animali.

Il legame tra la vista e la magnetorecezione è piuttosto complesso, poiché si ritiene che in questi casi la luce sia necessaria per attivare la magnetorecezione e infatti ci sono esperimenti in cui modificando le proprietà della luce cambia la capacità di orientamento del diamante cebra (noto anche come diamante mandarino).

Gli esseri umani e la magnetorecezione

Tutti questi lavori stanno poco a poco svelando il funzionamento della meccanorecezione, ma rimane ancora da risolvere una grande domanda, gli esseri umani sono in grado di percepire variazioni del campo magnetico terrestre?  Ci sono pochissime ricerche su questo campo, ma in uno studio pubblicato alcuni mesi fa sono state collocate delle persone in una zona libera da influenza magnetica, sono state esposte a un campo magnetico di intensità simile a quello terrestre e successivamente è stata modificata l’orientazione di quel campo. Il risultato è che in alcune persone sono state osservate modifiche nel modello di alcune onde cerebrali.

Tuttavia, bisogna prendere questi risultati preliminari con grande cautela, perché in primo luogo esiste molta poca informazione pubblicata in questo campo, e in secondo luogo dobbiamo considerare che, essendo la meccanorecezione presente in tanti esseri viventi, è possibile che questa reazione sia dovuta alla esistenza di qualche atavismo del senso meccanorecettivo che gli Homo sapiens sapiens non avremmo mai sviluppato (o che abbiamo perso durante l’evoluzione).

Riferimenti

• Günther, A., Einwich, A., Sjulstok, E., Feederle, R., Bolte, P., Koch, K. W., Mouritsen, H. (2018). Double-Cone Localization and Seasonal Expression Pattern Suggest a Role in Magnetoreception for European Robin Cryptochrome 4. Current Biology, 28(2), 211–223.e4.
• Hill, C. (2005). Magnetic Orientation and Navigation in Marine Turtles, Lobsters, and Molluscs: Atlantic, 546, 539–546.
• Johnsen, S., & Lohmann, K. J. (2005). The physics and neurobiology of magnetoreception. Nature Reviews Neuroscience, 6(9), 703–712.
• Maeda, K., Henbest, K. B., Cintolesi, F., Kuprov, I., Rodgers, C. T., Liddell, P. A., Hore, P. J. (2008). Chemical compass model of avian magnetoreception. Nature,
• Muheim, R., Sjöberg, S., & Pinzon-Rodriguez, A. (2016). Polarized light modulates light-dependent magnetic compass orientation in birds. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(6), 1654–1659.
• Pinzon-Rodriguez, A., Bensch, S., & Muheim, R. (2018). Expression patterns of cryptochrome genes in avian retina suggest involvement of Cry4 in light-dependent magnetoreception. Journal of the Royal Society Interface, 15(140).
• Wang, C. X., Hilburn, I. A., Wu, D.-A., Mizuhara, Y., Cousté, C. P., Abrahams, J. N. H., … Kirschvink, J. L. (2019). Transduction of the Geomagnetic Field as Evidenced from alpha-Band Activity in the Human Brain. Eneuro, 6(2), ENEURO.0483-18.2019.
• Wiltschko, W., & Wiltschko, R. (2005). Magnetic orientation and magnetoreception in birds and other animals. Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology, 191(8), 675–693.

Se ti è piaciuto questo articolo del dottore sulla magnetorecezione, potresti essere interessato anche ad altri suoi articoli: