用喙猛撞树干似乎会引起头痛，下颌疼痛以及严重的颈部和脑部损伤。啄木鸟每秒可以这样搞20次，且不会受到任何不良影响。

除澳大利亚以外，世界上所有森林里都有啄木鸟的身影。它们具有非凡的能力，可以利用它们的喙锤击树干，打孔攫取里面昆虫和汁液。更令人印象深刻的是，他们并没有因此弄伤自己。

我们对啄木鸟的头骨和舌骨骼结构感兴趣，因为它们不寻常的解剖结构可能会激发灵感，从而可以帮助研究人员开发出更好的头部保护装置。

人脑震荡

啄木鸟啄木时，它们的头部会遭受强烈的冲击。

他们有坚硬的尾羽和爪子，可以帮助它们保持平衡，因为它们的头以每秒7米的速度冲向树干。当喙部撞击到，瞬间的减速冲击相当于重力1200倍。但是，啄木鸟并未因此患上脑震荡。

脑震荡是由于头部反复受到打击而造成的一种创伤性脑损伤。在橄榄球或曲棍球等接触式对抗性运动中经常发生。

反复的外伤性脑损伤最终会导致进行性脑部疾病，慢性外伤性脑病(CTE)，这是不可逆的，并引发记忆力减退、沮丧、冲动、攻击性和自杀行为的症状。

美国国家橄榄球联盟说，橄榄球员遭遇80G的冲击时，就会出现脑震荡。那么，啄木鸟如何在1200 G的时候，保护自我呢？

这就科学家在啄木鸟身上探寻的关键秘密。我们研究了骨骼的微观结构，然后对头部进行了生物力学分析。

不寻常的颅骨和舌骨结构

通过比较啄木鸟和鸡的头骨，我们发现啄木鸟具有其他鸟类所没有的吸收冲击的适应能力。这包括特殊的颅骨，颈部肌肉，喙和舌头骨。

颅骨具有不同的化学组成和密度。例如，一种结构上的适应是通过增加骨骼中矿物质的积累来实现的，从而使其比其他鸟类更坚硬。

令人惊讶的是，与其他鸟类和动物相比，颅骨非常薄，将大脑与颅骨分开的流体更少。这表明头骨可以同时变硬和变韧。

通常，在现实世界的材料科学中，需要在硬度和韧性之间进行权衡。但是，同时具备硬度和韧性的材料可以更好地保护我们的头部，减少传递到大脑的冲击力。

第二个不同之处是，啄木鸟大脑内部的液体少于比其他大型动物。这有助于限制啄食过程中大脑的相对运动。减少的液体量产生的效果类似于煮熟的鸡蛋的蛋黄，与未煮过的未加工鸡蛋的蛋黄相比，它不会因摇晃而受损。

啄木鸟的舌头也嵌有一根骨头，有助于从树干中提取昆虫。不寻常的舌头缠绕在颅骨的后部，并锚定在两眼之间的前部。这种配置使舌头及其骨骼像弹簧一样，减轻了物理力和相关的振动。

非典型性骨骼

典型骨骼的刚度和强度来自于包裹了多孔海绵状骨的致密骨鞘。但是啄木鸟的舌骨具有相反的结构：柔软的鞘和较硬的核心骨。这种由内而外的配置提供了更好的灵活性，并可以吸收更大的冲击和振动。

目前，生物学家和神经科学家正在积极研究啄木鸟的大脑，以查看是否有脑部受伤的病理学证据——如人类的CTE。借此探究啄木鸟在组织或细胞水平上是否还有其他保护或治愈机制

我们希望它们最终能揭示如何保护和治愈人类的脑损伤。

本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。

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