Хлопанье клювом о ствол дерева выглядит как деятельность, которая может вызвать головные боли, боли в челюстях и серьезные травмы шеи и мозга. Тем не менее, дятел может делать это 20 раз в секунду и не испытывает никаких негативных последствий.
Дятлы встречаются в лесных районах по всему миру, за исключением Австралии. Эти птицы обладают необычной способностью использовать клювы для забивания стволов деревьев, чтобы проделывать отверстия для извлечения насекомых и сока. Еще более впечатляюще то, что они делают это, не причиняя себе вреда.
Дятлы переносят много ударов по голове, когда они клюют. У них хорошие перья на хвосте и когти, которые помогают им сохранять равновесие при движении головы к стволу дерева со скоростью 7 метров в секунду. Затем, когда их клюв ударяется, их голова замедляется примерно в 1200 раз сильнее силы тяжести. Все это происходит без сотрясений мозга или повреждений мозга дятла.
Сотрясение представляет собой форму травматической травмы мозга, вызванной неоднократными ударами по голове. Это обычное явление и часто происходит во время занятий контактными видами спорта, такими как футбол или хоккей. Повторная травматическая травма головного мозга в конечном итоге вызывает прогрессирующее мозговое расстройство, хроническую травматическую энцефалопатию (ХТЭ), которая является необратимой и приводит к таким симптомам, как потеря памяти, депрессия, импульсивность, агрессивность и суицидальное поведение.
В Национальной футбольной лиге говорят, что сотрясения у футболистов происходят при 80 г. Так как же дятлы выживают при повторных ударах 1200 г, не причиняя вреда мозгу?
Воздействие деревянных крючков проникает сквозь голову, шею и тело птицы. Дятел должен закрыть глаза, во избежание нежелательных последствии для глаз.
Необычные кости черепа и кости языка...
Сравнивая черепа дятлов и цыплят, мы обнаружили, что у дятлов есть приспособления для поглощения ударов, которых нет у других птиц. К ним относятся специализированные кости черепа, шейные мышцы, клювы и кости языка.
Кости черепа имеют различный химический состав и плотность. Например, одна структурная адаптация достигается за счет увеличения накопления минералов в костях, чтобы сделать их более жесткими и сильными по сравнению с другими птицами. Удивительно, но кости черепа очень тонкие, и в них меньше жидкости, которая отделяет мозг от костей черепа, чем у других птиц и животных. Это говорит о том, что череп приспособлен к тому, чтобы быть более твердым и прочным одновременно.
Как правило, в реальной материаловедении существует общий компромисс между твердостью и прочностью. Однако, наличие на голове как твердых, так и прочных материалов уменьшает количество ударов, передающихся в мозг. Второе отличие состоит в том, что дятлы имеют меньше внутренней жидкости, окружающей мозг, чем другие крупные животные. Это помогает ограничить движение мозга во время клевания. Уменьшенное количество жидкости имеет эффект, аналогичный желтку вареного вкрутую яйца, который не повреждается при встряхивании, по сравнению с желтком сырого, необжаренного яйца.
У дятлов также есть кость, встроенная в язык, которая помогает извлекать насекомых из деревьев. Необычный язык обертывается вокруг задней части черепа и якорями спереди между глазами. Такая конфигурация позволяет языку и его кости действовать как пружина, увлажняя физическую силу и связанные с ней вибрации.
Различные типы костей
Жесткость и прочность типичной скелетной кости обусловлена плотной оболочкой из компактной кости, которая заключает в себе пористую, губчатую кость. Но кость языка дятла имеет противоположную структуру: гибкую оболочку и более твердую кость ядра. Такая конфигурация изнутри обеспечивает большую гибкость и способна поглощать более сильные удары и вибрации.
Необычные кости черепа и языка дятл
а являются примером ударопрочных структур, необходимых для защиты мозга дятла во время щелчка.
В настоящее время биологи и неврологи активно работают над изучением мозга дятла, чтобы выяснить, нет ли патологических признаков повреждений мозга - таких, как ХТЭ у человека. Мы надеемся, что это исследование покажет, существуют ли другие защитные или лечебные механизмы на уровне тканей или клеток мозга дятла, которые, как мы надеемся, покажут, как защитить и исцелить травмы человеческого мозга.