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最不怕脑震荡的鸟大脑防护太严密最好的头盔都在模仿它

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发表于 2017-9-20 18:29:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
  人的脑袋是不能受到快速冲击和重击的,不然就会晕厥甚至死亡,但有的动物不是这样,比如羊或者鹿之类的动物,它们常常以头部的撞击一较高下,因此也进化出了防止脑震荡的头部结构,而是在所有的动物中,啄木鸟应该是最不怕得脑震荡的动物了,羊和它们比起来要差多了。
  啄木鸟每天都用长长的嘴巴敲击树干,从里面捉出虫子来吃,天牛、吉丁虫、透翅蛾、囊虫、象甲、伪步甲、金龟甲、螟蛾、蝽象等害虫都在它的食谱上,所以啄木鸟是一种益鸟,虽然它打洞在树干里栖息,但通常并不影响树木的生长,而且啄木鸟食量大和活动范围广,一对啄木鸟可以消灭几公顷大树林中的大多数树干上的害虫。
  为了捉虫,啄木鸟每天的敲击次数多达数万次,而且敲击的速度极快,它的嘴巴距离树干不过2-5厘米,但是速度却达到了每秒七米,而且力道很大,能把坚硬的树木啄出个洞来,李小龙的寸拳也难及这力道和速度了吧!
  如此快的速度和频率,啄木鸟为什么不会脑震荡呢?美国生物学家早在1979年就对此做过研究:加利福利亚的美国科学家May和他的助手训练了一只啄木鸟,并用当时先进的2000帧/秒的高速摄像机摄像记录,发现啄木鸟敲击时的最大速度达到7米/秒,从开始动作到击中树木的时间在8到25毫秒之间,但是又能在击中树木后的短短0.5毫秒时间中将速度减少到零。
  更惊人的是,它减速时承受的加速度达到1500g,这是个什么概念呢?要知道航天员所能承受的重力加速度是很大的,但最大也只有10g,就是说那一瞬间相当于有十个人的重量压在身上,这已经很惊人了,而啄木鸟是航天员的150倍,而且是在短短0.5毫秒中必须承受的,这样短的时间承受这样大的加速度,对人来说是不可想象的,这真是动物的所能创造的奇迹。
  那么啄木鸟是怎样在这样的条件下还能头部不受损伤呢?生物学家们也曾对啄木鸟的头部结构进行研究,发现原来啄木鸟的头骨坚固程度超乎想象,其头骨主要由骨密质和骨松质组成,骨松质在大脑周围,是一层绵状骨骼,内含液体,受到冲击的时候会有缓冲和消震作用。而且啄木鸟的大脑和头骨之间还存在着一层硬脑膜也可以缓冲震荡。而通过对啄木鸟大脑的形状测量后发现,它们的大脑上下尺寸长于前后的尺寸,这就意味着作用在头骨上的力量被更好的分散了。
  生物学家还在啄木鸟的头部又发现了一种叫做舌骨的骨骼,而人类只有喉结上方存在这种骨骼,但是啄木鸟的舌骨形状很奇特,其从鸟嘴下面开始一直延续到鼻孔,并占据了一个鼻孔的,面积上则分布于头骨的下面和四周,越过头骨顶部向后方包住了大脑后又向前汇合,这样的结构当然也有助于减轻脑部的震荡。
  通过发现这样的构造,研究人员们了解了啄木鸟防止脑震荡的机理:当啄木鸟敲击树木时,首先是环绕整个头骨的舌骨结构在最初的冲击中起到缓冲作用,这就好像汽车的安全带起到的作用一样;而由于啄木鸟嘴巴和头部的上下部位不均等,当撞击力从鸟嘴尖传递到骨头的时候,这种结构也削弱了冲击力,并使部分冲击力远离大脑,最后,头骨不同部位的海绵构造的层状骨骼能够帮助分散冲击力,大脑周围的硬脑膜也起到了减缓冲击力的作用,经过这多重防护措施,所以啄木鸟敲击树干时就不怕大脑受震荡了。
  建筑工人所佩戴的安全帽,以及骑摩托带的头盔等,其防震机理和啄木鸟是部分相同的,但据说是目前全世界最好的头盔和安全帽,乃至一些军用头盔,都是在更好地效仿啄木鸟的头部结构,以求达到最佳的减震效果。这也算是一种仿生学的应用吧。
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