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□迅雷
據BBC自然科學網報道,啄木鳥的頭以6米每秒的速度啄食的同時,也在承受著超過千倍重力的加速度。為什麼啄木鳥卻從不會患『腦震蕩』?有研究人員表示,那是因為不同長度的上下喙和海綿構造的層狀骨架結構,最終保護了啄木鳥的大腦。
啄木鳥的大腦和頭骨之間存在著小小的硬腦膜,所以它不會像人類一樣發生腦震蕩。而且它們的大腦上下尺寸長於前後的尺寸,這就意味著作用在頭骨上的力量被更好地分散了。
科學家通過研究發現了一種叫做舌骨的成熟骨骼,而人類只有喉結上方存在這種骨骼。舌骨從鳥嘴下面開始,一直延續到鼻孔,分布於頭骨的下面和四周,越過頭骨頂部最終在前額處匯合。
這項新研究的合作者之一、香港工業大學的張明說,他和他的同事想用定量分析來尋求真相。
研究人員設置了一個特定的環境觀察啄木鳥。他們用傳感器測試啄食的力度,並用兩臺慢鏡頭攝像機捕捉這些啄食的鏡頭。研究人員利用計算機斷層掃描和掃描電子顯微鏡,收集啄木鳥頭骨的分析數據,並詳細標注這些部分是如何組合的,以及骨頭密度的變化位置。借助收集到的數據,科學家能夠使用電腦模擬演示啄木鳥啄食過程中,對頭骨產生的作用力。
通過模擬演示,他們發現有三個因素能夠減少作用力對啄木鳥的傷害。首先,環繞整個頭骨的舌骨結構在最初的衝擊中扮演著安全帶的作用。其次,鳥嘴的上下部位不均等,當撞擊力從鳥嘴尖傳遞到骨頭的時候,這種結構削弱衝擊力,並使它遠離了大腦。最後,頭骨不同部位的『海綿』構造的層狀骨骼,也能夠幫助分散衝擊力,最終保護大腦。
研究人員強調,正是這三個因素的綜合作用,纔保護啄木鳥大腦不受傷害。這個發現將幫助科學家設計出更加有效的保護裝置來保護人類大腦。除了對人類生命保護裝置的設計,這項研究甚至在一些工業設計中也可能帶來重要幫助。
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