Sommes-nous équipés d’une boussole intégrée ?

Que les oiseaux migrateurs ou encore les tortues de mer possèdent un sens géomagnétique qui vienne soutenir leur sens de l’orientation est un fait établi. Cette modalité sensorielle a d’ailleurs été étudiée chez les animaux vertébrés et même chez certains invertébrés (comme les abeilles ou les homards). Longtemps théorisée chez l’Homme, la magnétoréception, n’avait jamais encore été réellement démontrée. Mais une récente étude vient de révéler que notre cerveau pourrait être équipé d’une boussole intégrée…

Pour les animaux migrateurs, la magnétoréception, c’est-à-dire leur capacité à détecter le champ magnétique terrestre, leur permettrait de se constituer des sortes de « cartes » qui les aideraient à naviguer. Dans les années 80 principalement, des recherches ont tenté de mettre en lumière cette capacité chez les humains. Par exemple, cette expérience menée par le biologiste Robin Baker (Université de Manchester, Royaume-Uni) dans laquelle il avait testé la capacité de ses étudiants à identifier le secteur de leur point de départ, alors qu’ils avaient été transportés dans un lieu inconnu, les yeux bandés. Les sujets auraient alors fait preuve d’une capacité naturelle à se situer dans l’espace, sauf lorsqu’un aimant avait été fixé sur leur front ! Seulement, les tentatives ultérieures pour reproduire ces résultats ont échoué.

Presque 40 ans plus tard, une équipe de géoscientifiques, de neuroscientifiques et de neuroingénieurs américains et japonais affirme avoir démontré cette capacité humaine à ressentir le champ magnétique terrestre. Plutôt que d’observer des réponses comportementales, ils ont utilisé l’électroencéphalographie (EEG) afin d’analyser directement comment le cerveau des participants réagissait lors de manipulations du champ magnétique. Concrètement, à tour de rôle, ils ont convié 34 personnes à entrer dans une chambre noire isolée du champ magnétique terrestre (la pièce était tapissée de fines feuilles d’aluminium). Ils ont ensuite demandé à chaque sujet de rester assis en silence pendant une heure. Pendant ce temps, grâce à un réseau de bobines électriques intégrées dans la pièce, les scientifiques ont exposé chaque participant (équipé d’un casque à électrodes EEG) à des champs magnétiques. Il s’agissait de visualiser l’activité du cerveau lorsque ceux-ci étaient diversement activés.

Plus précisément, les chercheurs ont suivi ce qu’on appelle, le rythme alpha, c’est-à-dire ce qui se produit entre 8 et 13 Hertz et qui permet de déterminer si le cerveau est en mode « repos », en « pilotage automatique » ou engagé une activité. Il faut savoir que lorsque notre cerveau est au « repos », le pouvoir alpha est élevé, mais lorsque quelque chose attire son attention (une entrée sensorielle, par exemple), consciemment ou inconsciemment, son pouvoir alpha diminue. C’est ainsi Kirschvink et ses collègues ont décidé de s’appuyer sur la variation de ces ondes alpha pour établir si les participants étaient capables de ressentir le champ magnétique.

Les chercheurs ont observé, chez certaines personnes, que les modifications de leurs ondes cérébrales étaient corrélées à celle du champ magnétique les entourant. Chez certains participants, une chute d’amplitude des oscillations alpha a bien été identifiée suite aux stimulations géomagnétiques. Cela correspondrait donc bien à une réponse classique d’une entrée sensorielle (au même titre qu’un son ou une odeur). Selon Kirschvink : « Étant donné la présence connue de systèmes de navigation géomagnétiques très évolués chez les espèces de tout le règne animal, il n’est peut-être pas surprenant que nous [humains] puissions conserver au moins quelques composants neuronaux qui fonctionnent, en particulier étant donné le mode de vie nomade des chasseurs-cueilleurs de nos ancêtres. »

La réponse des neurones aux champs magnétiques ne s’est par ailleurs produite que suite à des rotations horizontales, lorsque le champ magnétique vertical statique était dirigé vers le bas (comme dans l’hémisphère nord). A l’inverse, aucune réponse cérébrale n’a été provoquée par les mêmes rotations horizontales, lorsque ce champ était « retourné » vers le haut (comme dans l’hémisphère sud). Selon les auteurs, cela indique une réponse biologique adaptée à l’écologie des 34 participants qui ont tous grandi dans l’hémisphère nord : « si l’entrée n’a aucun sens par rapport à ce que le cerveau sait de son environnement, il ne le prend pas en compte. »

Pour conclure, les scientifiques encouragent d’autres équipes de recherche à reproduire et étendre leurs travaux pour mettre en avant, de manière plus robuste, le sens géomagnétique chez l’être humain.
Source : Connie X. Wang, Isaac A. Hilburn, Daw An Wu, Yuki Mizuhara, Christopher P. Cousté, Jacob NH Abrahams, Sam E. Bernstein, Ayumu Matani, Shinsuke Shimojo et Joseph L. Kirschvink. « Transduction of the Geomagnetic Field as Evidenced from Alpha-band Activity in the Human Brain », in E Neuro , mars 2019 // Site du California Institute of Technology (Caltech) : « Evidence for a Human Geomagnetic Sense » : https://www.caltech.edu/about/news/evidence-human-geomagnetic-sense

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