啄木鳥不得腦震盪的原因

  啄木鳥常啄開樹木上的小洞,食洞中小蟲,並將巢穴安於啄開的洞中,故被稱為啄木鳥。它的嘴很鋒利,有幾寸長,舌頭比嘴長。它的爪也很堅硬,用嘴啄到蟲後,用舌頭鉤出後吃掉。這是一種益鳥。


啄木鳥

  

  王麗珍的導師、北航生物與醫學工程學院院長樊瑜波提出:“對於腦部經常遭受衝擊的啄木鳥,為什麼不把對它的研究和人體損傷結合起來?”

  在樊瑜波看來,啄木鳥啄樹給它頭部帶來的衝擊力,遠遠超過了各類事故中人類頭部所受的衝擊,並且這個過程它每天要重複10000次。

  啄木鳥的“安然無恙”應該能給人類帶來很大啟示,通過對內部原因的探求,也可以更好地認識人體損傷時的生物力學機理,提高防護措施。

  王麗珍採納了導師的建議,“啄木鳥為什麼不得腦震盪”這個在小學便遇到的問題,最終成為了她的博士畢業論文題目。

  但王麗珍沒有想到,從這之後的兩年多時間,自己的生活會完全圍繞著啄木鳥啄木時那個瞬間展開。

  實驗  兩臺攝像機拍攝啄木鳥

  按照王麗珍和導師的設想,論文的實驗首先要用高速攝像機錄下啄木鳥啄木的那個瞬間,之後進行資料分析,再輸入電腦中的數學模型中。通過對引數和反應分析,來研究“啄木鳥不得腦震盪”的真正奧祕。

  為了找一隻真正的啄木鳥來,從2008年10月到2009年3月,王麗珍幾乎走遍了北京所有的鳥市。最後,還是在已經去了不知道多少次的官園,找到了一隻受傷後獲救的啄木鳥。

  進入實驗實際操作階段。

  兩臺高速攝像機,從不同角度拍攝啄木鳥啄木的瞬間,一秒鐘就被分解成2000張照片。

  但啄木鳥啄木的速度同樣奇快無比,王麗珍一不小心,按鍵的速度稍慢了,她所需要的瞬間圖片就稍縱即逝。

  就這樣,近三個月的時間裡,王麗珍在實驗室不斷重複著按鍵、拍攝,再按鍵、再拍攝的這個過程。最終,王麗珍利用運動生物力學觀測、解剖形態學等方法全面分析了啄木鳥撞擊樹幹的過程後發現,啄木鳥頭部特殊的結構和材質有效地幫助它緩解了啄木給頭部帶來的衝擊力。

  具體來說,下喙比上喙長、舌骨特殊、顱骨呈現海綿狀這三大特徵讓啄木鳥免受腦震盪之傷。

  前景  最終投入實際生產產品

  今年4月,經過十多次的修改,王麗珍最終將論文投給了國外知名學術期刊《Plos one》***美國國家公共圖書館綜合版***。

  9月底,雜誌社發來通知,王麗珍的論文已被採用。

  王麗珍告訴記者,論文10月26日發表後,她的郵箱頓時塞滿了包括路透社、BBC、《紐約時報》等幾十家媒體發來的採訪函,王麗珍和她的啄木鳥走上了世界各大媒體的版面。

  “對於啄木鳥頭部抗衝擊的生物力學機制的深入研究將有助於交通事故、航空救生等領域對人體頭部衝擊性損傷機制的認識及對防護措施、裝置的改進。”樊瑜波說。

  王麗珍表示,在今後的一兩年時間裡,她還將繼續該領域的研究。最終的目標是將這次對“啄木鳥”的研究成果形成具體的防護產品設計方案,與企業合作,投入實際生產中。