在橄欖球運動中,擒抱動作的沖擊力足以誘發(fā)腦震蕩,但是,啄木鳥“啄擊”樹木一次的力量是這種沖擊力的 10 倍,然而鳥兒們的大腦似乎完全不受影響。這啟發(fā)了一些運動裝備公司,他們模擬在鳥身上進(jìn)行頭盔和護(hù)頸試驗。
不過,科學(xué)家也發(fā)現(xiàn),啄木鳥可能無法避免所有頭部創(chuàng)傷。一項新的研究表明,一種被認(rèn)為是人類腦損傷標(biāo)志的蛋白質(zhì)異常積聚,也會在啄木鳥腦中發(fā)生。那么,一個有趣的問題就出現(xiàn):保護(hù)啄木鳥腦部免受損傷的是不是這種新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)“纏結(jié)”?
? ? ?啄木鳥頭部透視圖,并未發(fā)現(xiàn)大腦損傷
啄木鳥不會有腦震蕩的觀點可以追溯到 1976 年,當(dāng)時一項鳥類腦部的開創(chuàng)性研究顯示,啄木鳥腦部沒有任何損傷的證據(jù)。波士頓大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家喬治·法蘭表示,這項研究激發(fā)了一系列關(guān)于“啄木鳥生物力學(xué)”及“啄木鳥沖擊力的耐受適應(yīng)(進(jìn)化)”的論文的誕生。但是,由于之前研究使用了過時的染色方法來揭示腦部的損傷,他和同事們決定用 21 世紀(jì)的技術(shù)來重做這項研究。
他們向幾個博物館索求了啄木鳥標(biāo)本,并研究它們的大腦。他們最終拿到了 六只絨啄木鳥,一只黃腹啄木鳥,一只北撲翅鴷,一只淡嘴啄木鳥和一只細(xì)紋黑啄木鳥。為了比較,他們還選擇了 五 只沒有“用頭撞樹”習(xí)慣的紅翅黑鸝。
研究人員將這些大腦進(jìn)行切片后,將其染色,以檢測像 Tau 蛋白質(zhì)這樣的潛在致病性沉積物,它們可能導(dǎo)致慢性創(chuàng)傷性腦?。–TE)和其他神經(jīng)退行性疾病(包括阿爾茨海默癥)。10 只啄木鳥中有八只腦部存在沉積物,但是所有的紅翅黑鸝腦部都沒有沉積物。更重要的是,這些物質(zhì)都位于大腦的前方,也就是 Tau 蛋白質(zhì)在慢性創(chuàng)傷性腦病中出現(xiàn)的部位。
為了弄清沉積物究竟是不是 Tau 蛋白質(zhì),研究人員用 Tau 蛋白質(zhì)特異性抗體染色了所有 10 只啄木鳥的大腦。研究小組在學(xué)術(shù)期刊 PLOS ONE 上發(fā)表研究結(jié)果,該方法對七只啄木鳥大腦沒有效果,但是在剩下的三個大腦測試中,兩個測試都是陽性的。這震驚了波士頓大學(xué)的神經(jīng)病理學(xué)家彼特·克明斯,他說:“就像從事這類研究和運動裝備領(lǐng)域的每個人一樣,我原以為啄木鳥腦中沒有 Tau 蛋白質(zhì)積聚?!?p>
? ? ? 絨啄木鳥的頭部積聚了 Tau 蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)在有腦部創(chuàng)傷的橄欖球運動員腦中也能發(fā)現(xiàn)
但這并不意味著啄木鳥腦部受傷了。賓夕法尼亞大學(xué)神經(jīng)創(chuàng)傷研究員道格拉斯·史密斯表示,“不是所有的腦內(nèi) Tau 蛋白質(zhì)都會導(dǎo)致 CTE?!笔聦嵣?,一些 Tau 蛋白質(zhì)是有益的,因為這種存于細(xì)胞內(nèi)部的蛋白質(zhì)有助于穩(wěn)定神經(jīng)元,并保持其形狀結(jié)構(gòu)完整。但是頭部創(chuàng)傷可以使 Tau 蛋白質(zhì)發(fā)生位移,從而形成阻塞大腦的沉積物。
芝加哥菲爾德自然博物館的進(jìn)化生物學(xué)家 香農(nóng)·哈克特表示,我們還不清楚在鳥類開始表現(xiàn)異常之前,啄木鳥腦中會積累多少 Tau 蛋白質(zhì)??嗣魉贡硎荆€需要做更多的研究來確定啄木鳥頭腦中的 Tau 蛋白質(zhì)是不是為了解決頭部創(chuàng)傷進(jìn)化而來,或者它們是否有辦法解決多余的 Tau 蛋白質(zhì)積聚。他指出,啄木鳥在啄木時要承受 1200 Gs 的沖擊力,即重力的 1200 倍,它們的頸部肌肉和顱骨結(jié)構(gòu)可以保護(hù)它們抵抗這樣沖擊力?!盀槭裁催@些適應(yīng)(進(jìn)化)會停留在腦部呢?”
對啄木鳥的研究或許可以解釋其他“用頭撞擊”的動物是如何保護(hù)自己免受腦部創(chuàng)傷的,也許還可以啟發(fā)科學(xué)家用新的方法來保護(hù)“脆弱”的橄欖球運動員。(摘自美《深科技》)(編輯/華生)