Haben Sie sich jemals gefragt, warum Vögel oder Meeresschildkröten Tausende Kilometer ohne Karte navigieren können? Die Antwort liegt in der Magnetorezeption – der Fähigkeit, das Magnetfeld der Erde wahrzunehmen. Diese Eigenschaft hat sich bei vielen Organismen entwickelt und hilft ihnen zu überleben. Magnetotaktische Bakterien besitzen Magnetitketten, die wie eingebaute Kompassnadeln funktionieren. Honigbienen nutzen Magnetit in ihrem Hinterleib zur Orientierung. Die Amerikanische Großschabe reagiert auf bestimmte Funkfrequenzen, was auf einen Magnetsinn hindeutet. Fruchtfliegen verfügen unter blauem Licht über einen kryptochromabhängigen Magnetkompass. Monarchfalter nutzen für ihre Wanderungen einen zeitkompensierten Magnetkompass. Jungtiere der Unechten Karettschildkröte orientieren sich in künstlich veränderten Magnetfeldern. Karpfen richten sich in Teichen spontan in Nord-Süd-Richtung aus. Und so weiter. Und Menschen? Eine Studie aus dem Jahr 2019 zeigte, dass Alphawellen im EEG auf Rotationen des Erdmagnetfelds reagieren.
Von Lebewesen erzeugter Biomagnetismus
Biomagnetismus bezeichnet Magnetfelder, die von lebenden Organismen erzeugt werden. Schwach elektrische Fische erzeugen gepulste Ströme mit Magnetfeldern im Nanotesla-Bereich, die direkt an den Fischen gemessen wurden. Regenwürmer erzeugen biomagnetische Felder durch Aktionspotenziale in Riesenaxonen, die mittels Magnetresonanzspektroskopie nachweisbar sind. Möwen verfügen über Aktionsströme in Riesenaxonen, die Felder mit einer Stärke von 10⁻¹⁰ bis 10⁻⁹ T erzeugen und mit Ringspulen gemessen wurden. Frösche weisen Aktionspotenziale im Ischiasnerv auf, die Felder im Bereich von Pikotesla bis 10⁻¹⁰ T erzeugen und mit SQUIDs sowie optischen Magnetometern aufgezeichnet wurden. Beim Menschen werden biomagnetische Signale routinemäßig gemessen: Herzfelder (Magnetokardiografie), Hirnfelder (Magnetoenzephalografie), Felder der Skelettmuskulatur (Magnetomyografie) und Felder peripherer Nerven (Magnetoneurografie).
Meta AI und die Dekodierung von Gedanken
Die Magnetoenzephalografie (MEG) kartiert die Hirnaktivität, indem sie mithilfe empfindlicher Magnetometer die Magnetfelder der natürlichen elektrischen Ströme im Gehirn aufzeichnet. Forschende bei Meta trainierten Modelle mit öffentlich zugänglichen MEG-Daten und dekodierten die Gedanken der Studienteilnehmenden. Sie konnten die durch das Magnetfeld erfasste Hirnaktivität mit einer Genauigkeit im Millisekundenbereich in Bilder und Wörter umwandeln. Das bedeutet, dass das Magnetfeld des Gehirns eine äußerst originalgetreue analoge Aufzeichnung des aktuellen Geisteszustands darstellt, die über verschiedene Gehirne hinweg dekodiert werden kann.
Die Frage lautet: Warum sollte das Gehirn nicht sein eigenes Magnetfeld lesen? Die Evolution nutzt häufig verfügbare Signale. Die Biomineralisation von Magnetit ist ein alter Prozess, den Organismen zur Bildung perfekter ferrimagnetischer Kristalle nutzen. Das menschliche Gehirn erzeugt ferrimagnetische Kristalle in einem engen Größenbereich, die mit neuronalen Oszillationen (Hirnwellen) in Resonanz treten könnten. Diese stochastische Resonanz würde es ermöglichen, das Erdmagnetfeld zu überwinden, das 50- bis 500 Millionen Mal stärker ist als das Magnetfeld des Gehirns. Die Kristalle könnten somit das eigene Feld des Gehirns lesen und potenziell modulieren.
Locus coeruleus
Der Locus coeruleus (blauer Kern) ist ein kleiner Bereich in der Mitte des Gehirns, der Noradrenalin synthetisiert. Dieser Botenstoff beeinflusst Wachheit, Konzentration und die Plastizität des Gehirns. Seine Projektionen reichen bis ins Rückenmark, den Hirnstamm, das Kleinhirn, den Hypothalamus, den Hippocampus, die thalamischen Relaiskerne, die Amygdala, das basale Telencephalon und die Großhirnrinde. Noradrenalin wirkt auf den größten Teil des Gehirns erregend und bereitet die Neuronen auf Reize vor. Es beeinflusst Wachheit und Schlafzyklus, Aufmerksamkeit und Gedächtnis, Verhalten und kognitive Flexibilität, Kreativität, Persönlichkeit, Verhaltenshemmung, Stress, kognitive Kontrolle, Entscheidungsfindung, Emotionen, Neuroplastizität, Körperhaltung und Gleichgewicht sowie Reaktionen auf eine starke Verletzung der Annahmen über die Welt.
Unter den natürlichen magnetischen Kristallen im Gehirn finden sich auch Schadstoffpartikel, die über die Nase und den Riechnerv eindringen. Diese Partikel aus Stadtstaub weisen unterschiedliche Formen und Größen auf. Ab einer bestimmten Größe würden sie die Resonanz mit dem Magnetfeld des Gehirns stören. Dies könnte zu Problemen beim Lernen und mit dem Gedächtnis sowie zu einer verminderten Aktivität des Locus coeruleus führen. Luftverschmutzung steht mit der Alzheimer-Krankheit in Zusammenhang, wobei es Hinweise auf einen kausalen Zusammenhang gibt. Die frühesten Anzeichen der Pathologie der Alzheimer-Krankheit treten gerade im Locus coeruleus auf.
KI ist der Schlüssel zum Verständnis des Gehirns
Forschende bei Meta haben gezeigt, wie sich das Magnetfeld des Gehirns in konkrete Bilder und Wörter dekodieren lässt. Sie trainierten diese Modelle mit öffentlich zugänglichen Daten aus der Magnetoenzephalografie (MEG), bei der magnetische Signale der elektrischen Ströme im Gehirn aufgezeichnet wurden. Mit einer Genauigkeit im Millisekundenbereich konnten sie diese Signale in visuelle oder sprachliche Repräsentationen der Gedanken der Studienteilnehmenden umwandeln – beispielsweise in Bilder, die sich die Menschen vorstellten, oder in Wörter, die sie hörten. Dies deutet darauf hin, dass das Magnetfeld des Gehirns nicht nur ein Nebenprodukt ist, sondern reichhaltige, lesbare Informationen über unser Denken enthält. Wenn KI dieses Feld interpretieren und daraus über verschiedene Menschen hinweg aussagekräftige Daten extrahieren kann, warum sollte dann nicht auch das Gehirn selbst dieses Signal zu seinem eigenen "Auslesen" und seiner Optimierung nutzen? Diese Entdeckung von Meta öffnet die Tür zu der Frage, ob unser Bewusstsein nicht gerade aus einer solchen internen Kommunikation entsteht, bei der das Gehirn seinen eigenen globalen Zustand liest – und all das dank künstlicher Intelligenz, die uns dies erstmals in der Praxis gezeigt hat.
