Làm thế nào để chim gõ kiến ​​tránh chấn thương não? | H-care.vn

Theconversation 0 lượt xem
Làm thế nào để chim gõ kiến ​​tránh chấn thương não?

 | H-care.vn

Đập cái cuốc vào thân cây có vẻ như là một hoạt động có thể gây đau đầu, đau quai hàm, chấn thương nghiêm trọng ở cổ và não. Tuy nhiên, chim gõ kiến ​​có thể làm điều này 20 lần mỗi giây và không bị ảnh hưởng xấu.

Chim gõ kiến ​​được tìm thấy ở các khu vực có rừng trên khắp thế giới, ngoại trừ Úc. Những con chim này có khả năng khác thường là sử dụng mỏ của chúng để đóng vào thân cây và tạo lỗ để hút nhựa cây và côn trùng. Ấn tượng hơn nữa là họ làm điều này mà không bị thương.

Chúng tôi là những nhà khoa học vật liệu nghiên cứu các chất sinh học như xương, lông thú, lông vũ và vỏ sò được tìm thấy trong tự nhiên. Chúng tôi quan tâm đến cấu trúc xương của hộp sọ và lưỡi của chim gõ kiến, bởi vì chúng tôi nghĩ rằng giải phẫu bất thường của chúng có thể mang lại những hiểu biết có thể giúp các nhà nghiên cứu phát triển thiết bị bảo vệ đầu tốt hơn cho con người.

chấn động ở người

Chim gõ kiến ​​​​chịu nhiều cú đập mạnh vào đầu khi mổ. Chúng có lông đuôi và móng vuốt chắc khỏe giúp chúng giữ thăng bằng khi đầu di chuyển về phía thân cây với tốc độ 23 foot (7 mét) mỗi giây. Sau đó, khi mỏ của chúng va vào nhau, đầu của chúng giảm tốc độ xuống còn khoảng 1.200 lần lực hấp dẫn (g). Tất cả những điều này xảy ra mà chim gõ kiến ​​không bị chấn động hoặc tổn thương não.

See also  Quốc hội đang xem xét đưa ra luật liên bang về hôn nhân đồng giới: một nhà khoa học chính trị giải thích vấn đề này trở nên ít phân cực hơn theo thời gian | H-care.vn

Chấn động não là một dạng chấn thương sọ não do những cú đánh liên tục vào đầu. Đó là một hiện tượng phổ biến và thường xuyên xảy ra trong các môn thể thao tiếp xúc như bóng đá hoặc khúc côn cầu. Chấn thương sọ não lặp đi lặp lại cuối cùng gây ra rối loạn não tiến triển, bệnh não do chấn thương mãn tính (CTE), không thể đảo ngược và tạo ra các triệu chứng như mất trí nhớ, trầm cảm, bốc đồng, hung hăng và hành vi tự tử.

Liên đoàn bóng đá quốc gia nói rằng chấn động ở các cầu thủ bóng đá xảy ra ở mức 80 g. Vậy làm thế nào để chim gõ kiến ​​sống sót qua các tác động lặp đi lặp lại 1200g mà không làm hỏng não của chúng?

Chúng tôi đã tìm ra những bí mật quan trọng về khả năng chịu va đập mạnh của chim gõ kiến ​​trong quá trình đập búa. Chúng tôi đã nghiên cứu cấu trúc vi mô của xương và sau đó thực hiện phân tích cơ sinh học trên đầu.

Tác động của việc mổ vào gỗ truyền qua đầu, cổ và thân của con chim. Con chim gõ kiến ​​phải nhắm mắt lại khi mỏ của nó đập vào cây, nếu không nhãn cầu của nó sẽ bật ra.

Cấu trúc bất thường của xương sọ và xương lưỡi

Bằng cách so sánh hộp sọ của chim gõ kiến ​​và gà, chúng tôi phát hiện ra rằng chim gõ kiến ​​có khả năng thích nghi hấp thụ sốc mà các loài chim khác không có. Điều này bao gồm xương sọ chuyên biệt, cơ cổ, mỏ và xương lưỡi.

Xương sọ có thành phần hóa học và mật độ khác nhau. Ví dụ, sự thích nghi về cấu trúc đạt được bằng cách tăng tích lũy khoáng chất trong xương để làm cho chúng cứng hơn và khỏe hơn so với các loài chim khác. Đáng ngạc nhiên là xương sọ rất mỏng và có ít chất lỏng ngăn cách não với xương sọ hơn ở các loài chim và động vật khác. Điều đó có nghĩa là hộp sọ được điều chỉnh để đồng thời cứng hơn và bền hơn.

Thông thường, trong khoa học vật liệu trong thế giới thực, có sự đánh đổi chung giữa độ cứng và độ dẻo dai. Tuy nhiên, đội vật cứng và cứng lên đầu sẽ làm giảm lượng sốc truyền đến não. Điểm khác biệt thứ hai là chim gõ kiến ​​có ít chất lỏng bên trong xung quanh não hơn so với các loài động vật lớn khác. Điều này giúp hạn chế chuyển động của não trong quá trình ăn vặt. Lượng chất lỏng giảm đi có tác dụng tương tự đối với lòng đỏ trứng luộc chín, sẽ không bị hỏng khi lắc, so với lòng đỏ trứng sống, chưa nấu chín.

Chim gõ kiến ​​cũng có xương nhúng trong lưỡi giúp chúng bắt côn trùng ra khỏi cây. Chiếc lưỡi khác thường quấn quanh mặt sau của hộp sọ và neo ở phía trước giữa hai mắt. Cấu hình này cho phép lưỡi và xương của nó hoạt động giống như lò xo, làm giảm lực vật lý và các rung động liên quan.

các loại xương khác nhau

Độ cứng và sức mạnh của xương xương điển hình là do lớp xương dày đặc bao bọc xương xốp, xốp. Nhưng xương lưỡi của chim gõ kiến ​​có cấu trúc ngược lại: lớp vỏ mềm dẻo và phần xương trung tâm cứng hơn. Cấu hình từ trong ra ngoài này cung cấp tính linh hoạt tốt hơn và có thể hấp thụ các cú sốc và rung động cao hơn.

Công việc của chúng tôi cho thấy rằng xương bất thường của hộp sọ và lưỡi của chim gõ kiến ​​là một ví dụ về cấu trúc chống va đập cần thiết để bảo vệ não của chim gõ kiến ​​trong quá trình mổ.

Hiện tại, các nhà sinh học và thần kinh học đang tích cực nghiên cứu não chim gõ kiến ​​để xem liệu có bất kỳ bằng chứng bệnh lý nào về tổn thương não, chẳng hạn như CTE ở người hay không. Chúng tôi hy vọng nghiên cứu này sẽ tiết lộ liệu có cơ chế bảo vệ hoặc chữa lành nào khác đang hoạt động ở cấp độ mô hoặc tế bào trong não chim gõ kiến ​​hay không, hy vọng sẽ tiết lộ cách bảo vệ và chữa lành chấn thương não của con người.

Giáo sư Joanna McKittrick, kỹ sư tiên phong tại Đại học California San Diego và là chuyên gia được công nhận về khoa học vật liệu, đã qua đời vào ngày 15 tháng 11 năm 2019, ngay sau khi hoàn thành bài viết này. Ông đã 65 tuổi. Cô ấy là một người ủng hộ nhiệt tình cho phụ nữ và học sinh kém cỏi trong STEM và là một người cố vấn chu đáo. Lễ kỷ niệm cuộc đời của ông sẽ được tổ chức vào Thứ Sáu, ngày 31 tháng 1 năm 2020, bắt đầu lúc 4 giờ chiều tại Câu lạc bộ Khoa UC San Diego.

Bài viết liên quan

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud