Informasi

Bagaimana burung pelatuk tidak mengalami gegar otak?

Bagaimana burung pelatuk tidak mengalami gegar otak?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bagaimana burung pelatuk memukul kepalanya ke pohon tanpa membunuh dirinya sendiri?


Berbagai fitur anatomi otak, tengkorak dan paruh membantu mencapai perlindungan.

Sebuah makalah diterbitkan di PLoSOne pada tahun 2011 tentang topik ini:

Mengapa burung pelatuk menolak cedera benturan kepala: penyelidikan biomekanik

Ada juga ringkasan yang sangat mudah dibaca di situs web BBC. Saya menyarankan agar Anda membaca seluruh artikel, tetapi di sini ada kutipan yang mencantumkan temuan utama:

Simulasi tim menunjukkan bahwa ada tiga faktor yang bekerja untuk menyelamatkan burung dari cedera.

Pertama, struktur melingkar tulang hyoid di sekitar seluruh tengkorak ditemukan untuk bertindak sebagai "sabuk pengaman", terutama setelah dampak awal.

Tim juga menemukan bahwa bagian atas dan bawah paruh burung tidak rata, dan ketika gaya ditransmisikan dari ujung paruh ke tulang, asimetri ini menurunkan beban yang membuatnya sampai ke otak.

Terakhir, tulang seperti pelat dengan struktur "spons" di berbagai titik di tengkorak membantu mendistribusikan kekuatan yang masuk, sehingga melindungi otak.

Tim menekankan bahwa kombinasi dari ketiganya, bukan satu fitur, yang membuat burung pelatuk mematuk tanpa cedera.


Gibson (2006) mengidentifikasi tiga karakteristik yang membantu burung pelatuk menghindari cedera otak:

ukurannya yang kecil, yang mengurangi tekanan pada otak untuk akselerasi tertentu

durasi dampak yang singkat, yang meningkatkan akselerasi yang dapat ditoleransi

orientasi otak di dalam tengkorak, yang meningkatkan area kontak antara otak dan tengkorak.

Dikombinasikan dengan temuan Wang et al., mungkin itu membuat enam fitur.

Gibson, LJ. 2006. Pelatuk mematuk: bagaimana pelatuk menghindari cedera otak. Jurnal Zoologi 270: 462-465


Alasan ajaib burung pelatuk bisa membanting wajahnya ke pohon sepanjang hari dan tidak pernah mengalami kerusakan otak

Saat ini, lebih dari 200 spesies burung pelatuk di seluruh dunia membanting wajah mereka ke sisi pohon tanpa berpikir dua kali tentang apa yang akan dilakukan perilaku semacam ini pada otak mereka.

Meskipun tindakan ini sama sekali tidak wajar dan sangat berbahaya bagi manusia, membenturkan kepala adalah keterampilan penting yang digunakan burung pelatuk untuk mendapatkan makanan dan berlindung.

Beruntung untuk otak burung kecil mereka, burung pelatuk dibangun untuk jenis dampak kuat ini.

Otak, tengkorak, paruh, mata, dan bahkan tubuh mereka dirancang khusus untuk membuat mesin pemukulan kepala yang sempurna bagi burung pelatuk.


Mengapa Pelatuk Tidak Mengalami Kerusakan Otak?

Pukul kepala Anda sangat keras pada sesuatu, dan itu akan pintar untuk sementara waktu. Dalam kasus yang lebih buruk, Anda mungkin mengalami gegar otak, patah tengkorak, atau menerima cedera otak yang membuat Anda cacat atau membunuh Anda (cedera otak traumatis menyumbang hampir sepertiga dari kematian terkait cedera di AS).

Untung Anda bukan burung pelatuk, kalau begitu. Kehidupan dan mata pencaharian burung-burung ini berputar di sekitar membanting kepala mereka ke benda-benda. Apakah ia ingin menangkap serangga yang bersembunyi di kulit kayu, menggali ruang untuk membangun sarang, mengklaim sedikit wilayah, atau menarik pasangan, burung pelatuk memiliki satu solusi sederhana: membenturkan kepalanya ke batang pohon dengan kecepatan mencapai 13 hingga 15 mil per jam. Dalam sehari rata-rata, burung pelatuk melakukan ini sekitar 12.000 kali, namun mereka tampaknya tidak melukai diri mereka sendiri atau sedikit pun terganggu olehnya. Ini karena, setelah jutaan tahun melakukan jenis perilaku ini, mereka telah mengembangkan beberapa tutup kepala khusus untuk mencegah cedera pada kepala, otak, dan mata mereka.

Untuk mengetahui apa yang masuk ke dalam pencegahan trauma kepala burung pelatuk, tim ilmuwan China mengamati tengkorak dan otak burung serta perilaku mematuk mereka. Mereka menyaksikan burung pelatuk mematuk sensor gaya sambil merekamnya dengan kamera berkecepatan tinggi sehingga mereka dapat melihat serangan dalam gerakan lambat dan mengetahui seberapa keras setiap pukulannya. Mereka juga memindai kepala burung dengan sinar-x dan mikroskop elektron untuk melihat struktur tulang mereka dengan lebih baik. Akhirnya, mereka memasukkan beberapa tengkorak pelatuk yang diawetkan ke dalam mesin pengujian material dan, menggunakan pemindaian mereka, membuat model komputer 3D dari kepala burung untuk dihancurkan dalam simulasi.

Ketika semua dikatakan dan dilakukan dan kepala burung pelatuk virtual dan sebenarnya telah dipukul, para peneliti menemukan bahwa ada beberapa fitur anatomi dan faktor lain yang datang bersama untuk menjaga burung pelatuk tetap aman dan sehat saat tikus-tikus. tat-tats hari lagi.

Pertama, tengkorak pelatuk dibuat untuk menyerap goncangan dan meminimalkan kerusakan. Tulang yang mengelilingi otak tebal dan kenyal, dan sarat dengan trabekula, potongan tulang seperti balok mikroskopis yang membentuk "jaring" yang dijalin erat untuk menopang dan melindungi. Pada scan mereka, para ilmuwan menemukan bahwa tulang spons ini tidak merata di pelatuk, dan terkonsentrasi di sekitar dahi dan bagian belakang tengkorak, di mana ia bisa bertindak sebagai peredam kejut.

Tulang hyoid pelatuk bertindak sebagai struktur pendukung tambahan. Pada manusia, hyoid berbentuk tapal kuda adalah tempat perlekatan otot tenggorokan dan lidah tertentu. Hyoid pelatuk melakukan pekerjaan yang sama, tetapi ukurannya jauh lebih besar dan bentuknya berbeda. Ujung "tapal kuda" membungkus seluruh tengkorak dan, pada beberapa spesies, bahkan di sekitar rongga mata atau ke dalam rongga hidung, akhirnya bertemu untuk membentuk semacam bentuk selempang. Tulang yang tampak aneh ini, menurut para peneliti, bertindak seperti tali pengaman untuk tengkorak burung pelatuk, menyerap tekanan kejut dan menjaganya agar tidak bergetar, berderak, dan berguling-guling dengan setiap kecupannya.

Di dalam tengkorak, otak memiliki pertahanannya sendiri. Ini kecil dan halus, dan diposisikan di ruang sempit dengan permukaan terbesarnya mengarah ke bagian depan tengkorak. Itu tidak bergerak terlalu banyak, dan ketika itu bertabrakan dengan tengkorak, kekuatannya tersebar di area yang lebih luas. Ini membuatnya lebih tahan terhadap gegar otak, kata para peneliti.

Paruh burung pelatuk juga membantu mencegah trauma. Lapisan jaringan luar paruh atasnya lebih panjang dari paruh bawah, menciptakan semacam overbite, dan struktur tulang paruh bawah lebih panjang dan lebih kuat daripada paruh atas. Para peneliti berpikir bahwa tubuh yang tidak rata mengalihkan dampak stres dari otak dan mendistribusikannya ke paruh bawah dan bagian bawah tengkorak.

Anatomi burung pelatuk tidak hanya mencegah cedera pada otak, tetapi juga matanya. Penelitian lain menggunakan rekaman berkecepatan tinggi telah menunjukkan bahwa, dalam sepersekian detik sebelum paruh mereka mengenai kayu, pelatuk tebal nictitans—selaput di bawah kelopak mata bagian bawah, kadang-kadang disebut “kelopak mata ketiga”—menutup mata. Ini melindungi mereka dari puing-puing dan menjaga mereka tetap di tempatnya. Mereka bertindak seperti sabuk pengaman, kata dokter mata Ivan Schwab, penulis dari Saksi Evolusi: Bagaimana Mata Berkembang, dan mereka menjaga retina agar tidak robek dan mata agar tidak keluar langsung dari tengkorak.

Ada juga aspek perilaku pada kontrol kerusakan. Para peneliti menemukan bahwa burung pelatuk cukup baik dalam memvariasikan jalur mematuk mereka. Dengan menggerakkan kepala dan paruh mereka saat mereka memalu, mereka meminimalkan berapa kali berturut-turut otak dan tengkorak melakukan kontak pada titik yang sama. Penelitian yang lebih lama juga menunjukkan bahwa lintasan pemogokan, meskipun bervariasi, selalu hampir linier. Ada sangat sedikit, jika ada, rotasi kepala dan hampir tidak ada gerakan segera setelah benturan, meminimalkan gaya puntiran yang dapat menyebabkan cedera.

Awal tahun ini, sekelompok peneliti lain di China menemukan bahwa, dengan semua adaptasi ini, 99,7 persen energi tumbukan dari menabrak pohon diserap oleh tubuh, tetapi sedikit—0,3 persen terakhir—yang masuk ke kepala. dan otak. Energi mekanik itu diubah menjadi panas, yang menyebabkan suhu otak burung pelatuk meningkat, tetapi burung tampaknya juga memiliki cara untuk mengatasinya. Burung pelatuk biasanya mematuk dalam waktu singkat dengan jeda di antaranya, dan para peneliti berpikir bahwa jeda ini memberikan waktu bagi otak untuk mendinginkan diri sebelum membenturkan kepala lagi dan mengembalikan suhu.

Cerita ini awalnya diterbitkan pada tahun 2012. Itu diperbarui dengan informasi baru pada tahun 2014.


Apakah burung pelatuk memberi diri mereka kerusakan otak?

Manusia dapat mempertahankan gegar otak dari kekuatan serendah 60 G, dan jika trauma kepala terjadi terus menerus selama bertahun-tahun – katakanlah, dari karir bermain American Football – maka cedera otak permanen dan menghancurkan dapat mengikuti. Tetapi burung pelatuk yang rendah hati menimbulkan kekuatan lebih dari 1.000 G pada dirinya sendiri secara teratur, jadi bagaimana ia melindungi dirinya dari kerusakan otak? Menurut sebuah studi baru, tidak.

Pelatuk memiliki berbagai langkah keamanan yang terpasang di tengkorak dan kepala mereka. Paruh burung, tengkorak dan tulang lainnya semuanya disetel dengan baik untuk menyerap dan mengalihkan kejutan dari otak, dan ini telah mengilhami desain helm seperti Kranium.

"Ada segala macam kemajuan keselamatan dan teknologi dalam peralatan olahraga berdasarkan adaptasi anatomi dan biofisika burung pelatuk dengan asumsi mereka tidak mendapatkan cedera otak dari mematuk," kata Peter Cummings, seorang penulis studi baru. "Yang aneh adalah, tidak ada yang pernah melihat otak burung pelatuk untuk melihat apakah ada kerusakan."

Jadi, para peneliti memutuskan untuk melakukan hal itu. Mereka mempelajari otak acar burung dari Museum Lapangan dan Museum Sejarah Alam Harvard, membandingkan otak Pelatuk Downy dengan kelompok kontrol Burung Hitam Bersayap Merah – hewan serupa yang tidak mengalami trauma kepala semacam itu.

Para ilmuwan sedang mencari penumpukan protein tau di otak burung pelatuk. Protein ini dapat ditemukan melilit akson di otak banyak hewan, dan dalam jumlah tertentu mereka berfungsi untuk melindungi dan menstabilkan koneksi yang rapuh ini. Tetapi pada otak manusia, jumlah protein tau yang berlebihan merupakan tanda kerusakan otak, yang telah dikaitkan dengan cedera yang sering terlihat pada pemain sepak bola, dan penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer.

Para peneliti mengambil irisan yang sangat tipis dari otak burung pelatuk dan burung hitam, kemudian menodainya dengan ion perak untuk menonjolkan protein tau. Benar saja, otak burung pelatuk memiliki jauh lebih banyak protein tau daripada burung hitam. Itu mungkin terdengar seperti kasus terbuka dan tertutup, tetapi para peneliti mengingatkan bahwa hanya karena protein ini dikaitkan dengan kerusakan otak pada manusia, itu mungkin tidak sama untuk burung. Lagi pula, mengapa mereka mengembangkan kemampuan jika itu menyebabkan mereka terluka?

"Pelatuk paling awal berumur 25 juta tahun - burung-burung ini telah ada sejak lama," kata Cummings. "Jika mematuk akan menyebabkan cedera otak, mengapa Anda masih melihat perilaku ini? Mengapa adaptasi evolusioner berhenti di otak? Ada kemungkinan bahwa tau pada pelatuk adalah adaptasi pelindung dan mungkin tidak patologis sama sekali."

Jika itu masalahnya, para ilmuwan mengatakan bahwa penelitian lebih lanjut pada akhirnya dapat membantu kita mengembangkan cara baru untuk melindungi otak dari cedera, atau memperlambat perkembangan penyakit neurodegeneratif.


Berfokus pada pencegahan

Meskipun lab Camarillo dan lain-lain di lapangan menemukan bahwa otot leher dan ligamen mungkin tidak mencegah jenis gerakan kepala yang menyebabkan gegar otak, posisi leher bukanlah solusi sederhana. Posisi yang dapat mencegah gegar otak mungkin membuat orang lebih rentan terhadap cedera lain, seperti kelumpuhan, dan apa yang melindungi satu orang berpotensi meningkatkan risiko cedera orang lain yang terlibat dalam dampak yang sama.

“Menemukan betapa sensitifnya kepala terhadap sedikit perubahan posisi memiliki implikasi pada desain helm dan peralatan pelindung lainnya,” kata Camarillo. “Misalnya, bisakah masker wajah dalam sepak bola menawarkan lengan pengungkit yang menambah rotasi kepala dan karenanya berisiko gegar otak? Apakah helm sepeda gunung downhill melindungi dagu dengan mengorbankan otak? Kami berharap dapat menggunakan model yang telah kami kembangkan ini untuk menentukan geometri desain helm yang lebih baik dan berpotensi sebagai masukan untuk pelatihan tentang cara menahan benturan.”

Pada akhirnya, Camarillo berharap pekerjaan pemodelan semacam ini dapat membantu mengembangkan cara yang lebih baik untuk mencegah cedera kepala.


Mengapa Pelatuk Tidak Mengalami Gegar Otak?

Untuk membantu melindungi otak kita yang besar dan rapuh dari trauma selama olahraga, mengapa tidak beralih ke hewan lain yang secara sukarela menghancurkan tengkoraknya menjadi benda padat? Burung pelatuk menancapkan paruhnya ke batang pohon dua belas ribu kali sehari dengan kecepatan lima belas mil per jam. Dengan melakukan itu, ia mengebor sarang, menemukan serangga yang enak, dan tidak (sejauh yang bisa dikatakan) menyebabkan kerusakan otak pada dirinya sendiri. Apa rahasianya?

Lizhen Wang di Universitas Beihang di Beijing memimpin penelitian untuk mencari tahu apa yang membuat burung pelatuk begitu tangguh. Tim menggunakan Dendrocopus mayor, burung pelatuk tutul besar, yang umum di Cina. Sebagai perbandingan, mereka juga mempelajari hoopoe Eurasia,* kerabat yang mematuk tanah lunak alih-alih kayu.

Dengan sangkar burung, para peneliti menggunakan kamera berkecepatan tinggi untuk merekam gerakan mematuk mereka dan sensor untuk mengukur kekuatan yang digunakan burung untuk memukul sangkar logam atau sepotong busa. Mereka juga mengambil scan rinci tengkorak burung, memeriksa mereka pada tingkat mikroskopis. Setelah secara mekanis menguji potongan tengkorak dan paruh burung pelatuk, para peneliti menggunakan hasil tersebut untuk membuat model komputer dari kepala burung pelatuk. Kemudian mereka secara virtual menghancurkan kepala model ke batang pohon, mengubah parameter yang berbeda dan mengamati efeknya.

"Penalaran sederhana akan menunjukkan bahwa jika burung pelatuk sakit kepala, mereka akan berhenti mematuk," tulis Wang. Ketertarikan para peneliti tidak hanya dalam mencegah sakit kepala, tentu saja, tetapi kecacatan dan kematian yang dapat menyertai pukulan keras kepala pada manusia. Organisasi olahraga sudah mulai menyadari bahaya gegar otak berulang, terutama gegar otak yang terjadi setelah gegar otak sebelumnya. Pada tahun 2009, NFL mengubah aturan mereka tentang seberapa cepat pemain yang mengalami gegar otak dapat kembali bermain. Tetapi bahkan tanpa gegar otak yang serius, pukulan berulang di kepala dapat menyebabkan ensefalopati traumatis kronis (CTE), penyakit degeneratif otak yang dapat menyebabkan demensia dan perubahan kepribadian. Atlet sendiri juga menjadi waspada terhadap CTE. Mantan pemain NFL Dave Duerson menggambarkan hal itu secara brutal awal tahun ini, ketika dia bunuh diri dengan menembak dirinya sendiri di dada sehingga dokter dapat memeriksa otaknya untuk CTE. (Mereka menemukannya.)

Beberapa dari apa yang ditemukan Wang pada burung pelatuk tidak langsung berguna bagi para atlet. Misalnya, beberapa kekokohan burung pelatuk berasal dari tulang hyoid, struktur berbentuk selempang yang bagus yang memanjang dari atas kepala melalui tengkorak ke rongga hidung. Tulang ini (huruf b di bawah) hanya ada pada burung pelatuk. Selain itu, paruh burung pelatuk, dengan bagian atas dan bawahnya yang tidak rata, dikalibrasi untuk menyerap banyak pukulan.

Manusia tidak bisa dengan baik memasukkan tulang penstabil di belakang wajah kita atau menumbuhkan paruh yang menyerap benturan seperti bagian depan mobil. Tapi temuan tentang tulang tengkorak burung pelatuk mungkin lebih berguna. Dibandingkan dengan burung hoopoe, otak burung pelatuk dikemas rapat dalam tulang yang padat. Tengkorak hoopoe berisi lebih banyak tulang spons, bahan yang tampak lapang yang terbuat dari cabang-cabang yang mengelilingi kantong-kantong ruang. Tulang spons pelatuk memiliki lebih sedikit ruang di dalamnya dan terlihat padat, seperti lembaran tulang yang ditumpuk satu sama lain. Tengkorak pelatuk lebih disukai dilapisi dengan tulang spons ini di dahi dan bagian belakang tengkorak.

Jika kita dapat menggabungkan beberapa teknologi burung pelatuk yang berevolusi ke dalam helm masa depan, kita mungkin dapat melindungi diri kita dengan lebih baik dari aktivitas rekreasi yang mengancam otak kita, dari olahraga lapangan hingga bersepeda. Kita mungkin spesies yang lebih serebral, tetapi otak burung yang terlindungi lebih baik dapat membantu kita tetap hidup.

*Ketertarikan linguistik: "hoopoe" berasal dari bahasa Latin upapa , tiruan dari panggilan burung.


Mengapa Pelatuk Tidak Mengalami Gegar Otak?

. untuk Pelatuk Berbulu, "pelatuk" bukan hanya deskripsi, ini adalah gaya hidup. Mereka mendapatkan sekitar 45 persen makanan mereka dari pengeboran ke pohon. Pelatuk Berbulu jantan dapat mematuk hingga 190 serangan per menit saat menggali sarang. Itu sekitar 1/7 kecepatan jackhammer, yang beroperasi pada sekitar 1.300 serangan per menit.

Matahari pertengahan pagi menyaring melalui pinus ponderosa saat saya mengikuti jalur rusa melalui hutan. Jalan saya terganggu oleh "thunk. thunk thunk” di dekatnya. Tidak butuh waktu lama untuk menemukan sumbernya — Pelatuk Berbulu jantan, Picoides villosus, di ponderosa yang setengah mati. [Picoides berasal dari bahasa Latin picus, yang berarti burung pelatuk, dan villosus adalah bahasa Latin untuk shaggy atau berbulu.] Perut burung berwarna putih, dan kepalanya dibungkus dengan tiga garis hitam (topi, garis mata, dan kumis) dari paruhnya hingga merah tambalan di bagian belakang kepalanya. Sayap hitamnya memiliki bintik-bintik putih kecil di sepanjang bulu terbang. Dari suatu tempat yang dekat, terdengar suara gemuruh yang menggelegar, seperti tato di snare drum kecil—bunyi pelatuk lainnya. Pelatuk yang saya tonton terlalu berniat sarapan untuk mendengarkan pesannya. Saat saya melihatnya memukul, saya dikejutkan oleh sebuah pertanyaan: jika dia menghabiskan sepanjang hari membenturkan kepalanya ke pohon, mengapa dia tidak mengalami gegar otak?

Ini bahkan lebih membingungkan ketika Anda menyadari bahwa untuk Pelatuk Berbulu, "pelatuk" bukan hanya deskripsi, itu adalah gaya hidup. Mereka mendapatkan sekitar 45 persen makanan mereka dari pengeboran ke pohon. Mereka juga melubangi rongga sarang mereka sendiri alih-alih mengambil alih lubang yang ada. Pelatuk Berbulu jantan dapat mematuk hingga 190 serangan per menit saat menggali sarang. Itu sekitar 1/7 kecepatan jackhammer, yang beroperasi pada sekitar 1.300 serangan per menit. Pelatuk juga menggunakan drum untuk berkomunikasi alih-alih bernyanyi. Gulungan yang panjang dan berderak ini dihasilkan dengan mematuk dengan cepat pada permukaan dengan kualitas suara yang bagus, seperti pohon berlubang. Laki-laki dan perempuan menggunakan drum untuk memanggil pasangan, menyatakan wilayah, dan mengancam penyusup. Terkadang pasangan kawin bahkan akan duet gendang untuk memperkuat ikatan mereka. Jadi dengan semua benturan kepala ini, mengapa lantai hutan tidak dipenuhi burung pelatuk?

Jawabannya ada hubungannya dengan ukuran dan bentuk tengkorak burung pelatuk.

Terkadang Pelatuk Berbulu hanya menggunakan lehernya untuk mematuk, yang merupakan gerakan linier. Dalam hal ini, mereka hanya perlu khawatir tentang kekuatan tumbukan. Tetapi jika mereka menginginkan pukulan yang lebih kuat, mereka melenturkan punggung mereka untuk menggunakan seluruh berat badan mereka dan kepala mereka bergerak melalui busur. Gerakan melengkung adalah jenis gerakan yang paling mungkin menyebabkan gegar otak. Untuk mencegah cedera dari kedua jenis gerakan ini, nama permainannya adalah mendistribusikan kekuatan dan menjaga otak tetap di tempatnya. Perlindungan pertama yang dimiliki burung pelatuk hanyalah ukuran: semakin kecil otak, semakin kuat gaya yang dibutuhkan untuk menyebabkan cedera. Secara harfiah menjadi otak burung adalah perlindungan terhadap gegar otak. Kedua, tengkorak burung pelatuk terbuat dari tulang padat tapi kenyal yang membungkus otak dengan erat. Seperti helm sepeda yang pas, tulang spons bertindak sebagai bantalan selama benturan linier.

Ukuran saja, bagaimanapun, tidak sepenuhnya menjelaskan Pelatuk Berbulu tidak kehilangan kesadaran selama pukulan melengkung dan seluruh tubuh itu. Di sinilah bentuk tengkorak berperan. Dalam kerlip, pelatuk yang mencari makan, rongga otaknya cukup bulat. Namun pada Pelatuk Berbulu, rongga otaknya lebih lonjong. Bentuk tengkorak yang lonjong memberikan lebih banyak dukungan untuk otak sehingga tidak akan berputar selama gerakan melengkung. Pelatuk Berbulu dapat memukul pohon sekeras yang dia suka dan tidak menghabiskan setengah hari tidak sadarkan diri di lantai hutan.

Tapi itu tidak semua. Tengkorak dan paruh pelatuk berbulu dirancang untuk bekerja sama untuk mencegah dampak pukulan bahkan mencapai otak. [Paruh itu sendiri lurus, dibandingkan dengan sedikit lekukan pada kedipan.] Paruh berbulu juga lebih lebar di bagian dasarnya dibandingkan dengan panjangnya daripada paruh yang berkedip, yang memungkinkan gaya untuk menghilang melalui area tengkorak yang sedikit lebih besar . Bahkan posisi uang kertas bagian atas membantu menangkis dampak dari dampak tersebut. Ini berbaris rapi dengan dasar rongga otak sehingga kekuatan dapat ditransfer langsung ke tulang yang mengarah ke bagian belakang tengkorak, melewati otak seluruhnya.

Pelatuk Berbulu kecil yang saya tonton tampaknya sama sekali tidak peduli dengan struktur tengkorak dan cedera kepala. Dia berniat untuk sarapan kedua. Dia melayang ke pohon mati dan mulai berjalan ke samping, menjauh saat dia pergi.

Perubahan jadwal siaran akhir pekan kami berarti 1 September 2019 adalah siaran hari Minggu terakhir dari "Catatan Lapangan." Dengarkan di radio Selasa dan Jumat sekitar pukul 16:54.


Pelatuk menunjukkan tanda-tanda kemungkinan kerusakan otak, tetapi itu mungkin bukan hal yang buruk

Jenis burung pelatuk yang dianalisis dalam penelitian ini. Kredit: (c) Arlene Koziol, Museum Lapangan

Dengan burung pelatuk, jawabannya ada di pertanyaan—sesuai dengan namanya, mereka mematuk kayu. Dan ketika mereka melakukannya, mereka mematuk dengan keras—dengan setiap kecupan, burung itu mengalami gaya 1.200 hingga 1.400 g. Sebagai perbandingan, kekuatan yang sangat kecil sebesar 60-100 g dapat menyebabkan gegar otak pada manusia. Fakta bahwa seekor burung pelatuk dapat menjalani empat belas kali tanpa terluka telah membuat para pembuat helm membuat model desain mereka di sekitar tengkorak burung-burung ini. Namun, sebuah studi baru di PLOS SATU memperumit cerita ini dengan menunjukkan bahwa otak burung pelatuk mengandung protein yang terkait dengan kerusakan otak pada manusia.

“Ada segala macam kemajuan keselamatan dan teknologi dalam peralatan olahraga berdasarkan adaptasi anatomi dan biofisika burung pelatuk dengan asumsi mereka tidak mendapatkan cedera otak dari mematuk. Anehnya, tidak ada yang pernah melihat otak burung pelatuk untuk melihat apakah ada kerusakan," kata Peter Cummings dari Fakultas Kedokteran Universitas Boston, salah satu penulis studi baru.

Untuk menemukan jawaban atas pertanyaan ini, para peneliti menggunakan otak burung dari koleksi Field Museum dan Harvard Museum of Natural History dan memeriksanya untuk akumulasi protein tertentu, yang disebut tau.

"Sel dasar otak adalah neuron, yang merupakan badan sel, dan akson, yang seperti saluran telepon yang berkomunikasi antar neuron. Protein tau membungkus saluran telepon—itu memberi mereka perlindungan dan stabilitas sambil tetap membiarkannya tetap ada. fleksibel," jelas penulis utama George Farah, yang mengerjakan studi ini sebagai mahasiswa pascasarjana di Fakultas Kedokteran Universitas Boston.

Dalam jumlah sedang, protein tau dapat membantu menstabilkan sel-sel otak, tetapi terlalu banyak pembentukan tau dapat mengganggu komunikasi dari satu neuron ke neuron lainnya. "Ketika otak rusak, tau mengumpulkan dan mengganggu fungsi saraf—fungsi kognitif, emosional, dan motorik dapat terganggu," kata Cummings.

Burung pelatuk diawetkan dalam alchohol di Field Museum. Kredit: (c) Museum Lapangan

Karena tau yang berlebihan bisa menjadi tanda kerusakan otak pada manusia, Farah dan timnya memutuskan untuk memeriksa otak burung pelatuk untuk mengetahui pembentukan tau. Field Museum dan Harvard meminjamkan para peneliti spesimen burung yang diasamkan dalam alkohol — Pelatuk Downy untuk data eksperimen dan Burung Hitam Sayap Merah yang tidak rentan cedera sebagai kontrol. Para peneliti kemudian mengeluarkan otak burung-burung itu—"Otak itu sendiri terawetkan dengan baik, mereka memiliki tekstur yang hampir seperti tanah liat pemodelan," kata Farah—dan mengambil irisan yang sangat tipis, kurang dari seperlima ketebalan selembar kertas. Irisan jaringan otak kemudian diwarnai dengan ion perak untuk menyoroti protein tau yang ada.

Kesimpulannya: otak burung pelatuk memiliki akumulasi protein tau yang jauh lebih banyak daripada otak burung hitam. Namun, sementara penumpukan tau yang berlebihan bisa menjadi tanda kerusakan otak pada manusia, para peneliti mencatat bahwa ini mungkin tidak terjadi pada burung pelatuk. "Kami tidak dapat mengatakan bahwa burung pelatuk ini benar-benar menderita cedera otak, tetapi ada tambahan tau yang ada di otak burung pelatuk, yang ditemukan oleh penelitian sebelumnya sebagai indikasi cedera otak," kata Farah.

"Pelatuk paling awal berumur 25 juta tahun—burung-burung ini sudah ada sejak lama," kata Cummings. "Jika mematuk akan menyebabkan cedera otak, mengapa Anda masih melihat perilaku ini? Mengapa adaptasi evolusioner berhenti di otak? Ada kemungkinan bahwa tau pada pelatuk adalah adaptasi pelindung dan mungkin tidak patologis sama sekali."

Jadi, burung pelatuk menunjukkan tanda-tanda seperti kerusakan otak pada manusia, tapi itu mungkin bukan hal yang buruk. Either way, para peneliti percaya bahwa hasil penelitian dapat membantu kita manusia. Misalnya, pengetahuan tentang otak burung pelatuk yang dapat membantu membuat peralatan sepak bola lebih aman untuk anak-anak, kata Cummings. Di sisi lain, ia mencatat, "Jika akumulasi tau adalah adaptasi protektif, apakah ada sesuatu yang dapat kita pilih untuk membantu manusia dengan penyakit neurodegeneratif? Pintu terbuka lebar untuk mengetahui apa yang terjadi dan bagaimana kita dapat menerapkannya pada manusia. ."

Beberapa burung pelatuk yang digunakan dalam penelitian ini, dalam koleksi Museum Lapangan. Kredit: (c) Museum Lapangan

Farah mencatat bahwa penelitian ini sangat bergantung pada koleksi museum dari mana otak burung itu berasal. "Museum adalah pintu gerbang ke masa lalu dan sumber inovasi baru," katanya. "Peran museum dalam proyek ini sangat besar—kami tidak dapat melakukan penelitian kami hanya dengan satu burung pelatuk."

Ben Marks, Manajer Koleksi Burung di Museum Lapangan, mengatakan tentang permintaan para peneliti untuk menggunakan otak burung Museum, "Dengan salah satu koleksi burung terbaik di dunia, kami selalu berusaha memberi tahu orang-orang apa yang kami miliki, mengapa kami memilikinya. itu, dan untuk apa itu dapat digunakan. Kami mendapatkan lebih dari seratus permintaan pinjaman spesimen setiap tahun—yang ini menonjol karena ini adalah pendekatan baru yang memiliki aplikasi dunia nyata. Beberapa spesimen yang digunakan dalam penelitian ini dikumpulkan di 1960-an. Staf kami merawat mereka selama lebih dari 50 tahun sebelumnya sampai mereka diminta untuk penelitian ini dan digunakan dengan cara yang bahkan tidak dapat dibayangkan oleh kolektor asli."


Spesies Pelatuk Amerika Serikat: Daftar Foto Semua Spesies Asli

Tidak termasuk spesies gelandangan, 23 spesies pelatuk berasal dari Amerika Serikat (lihat daftar di bawah). Meskipun bentuk dan kebiasaannya bervariasi, sebagian besar burung ini tersebar luas dan relatif mudah ditemukan.

Sementara sejumlah besar spesies pelatuk mempertahankan populasi yang sehat, tidak ada yang bebas dari ancaman manusia, yang berkisar dari hilangnya habitat hingga pestisida berbahaya. Bahaya ini telah terbukti menjadi bencana bagi dua burung pelatuk terbesar di Amerika Utara — Paruh Gading dan Imperial Meksiko — yang hampir pasti punah. Lainnya, seperti burung pelatuk Lewis dan burung pelatuk merah, telah mengalami penurunan skala besar dan sekarang mendapat manfaat dari upaya konservasi intensif.

American Bird Conservancy dan organisasi konservasi lainnya membantu spesies pelatuk yang terancam punah dengan melestarikan habitat kritis, meningkatkan praktik pengelolaan lahan, dan mendidik pemilik tanah tentang pentingnya konservasi hutan.


Pelatuk menunjukkan kemungkinan kerusakan otak seperti itu pada pemain sepak bola

Dalam hal headbanger, tidak ada penggemar Black Sabbath yang bisa mengalahkan burung pelatuk. Bayangkan membenturkan kepala Anda ke pohon dengan kecepatan 15 mil per jam, sesering 20 kali per detik, ribuan kali sehari, setiap hari. Itulah kehidupan burung pelatuk. Terkadang burung pelatuk mengebor pohon untuk memakan serangga yang telah bosan di bawah kulit kayu. Di lain waktu mereka menggali lubang yang dalam di pohon tempat mereka bersarang. Beberapa spesies mengukir lubang kecil di batang pohon untuk menyimpan biji ek. Pada tahun 2015, seorang ahli burung memfilmkan seekor burung pelatuk gurun yang mematuk melalui tengkorak anak-anak burung merpati yang berduka untuk memakan otak bayi mereka.

Pelatuk, terlepas dari semua pukulan ini, tampaknya baik-baik saja. Fosil menunjukkan bahwa burung telah ada selama 25 juta tahun tanpa mengalami kepunahan. Hal ini menimbulkan kecurigaan bahwa burung tersebut tidak mengalami cedera kepala. Pelatuk mungkin adalah hal yang paling dekat yang dimiliki ahli neuropatologi, yang ahli dalam trauma otak, dengan hewan heraldik. (Ahli bedah saraf Illinois Julian Bailes, diperankan oleh Alec Baldwin dalam film "Gegar otak," mengatakan kepada Forbes bahwa dia menyimpan kerangka burung pelatuk di kantornya.)

Namun laporan baru tentang jaringan otak burung pelatuk meningkatkan kemungkinan bahwa burung memang menderita beberapa konsekuensi. Mungkin perilaku burung pelatuk baik-baik saja. Tetapi mereka memiliki, yang mengejutkan para ilmuwan, akumulasi protein di otak mereka yang mirip dengan yang ditemukan pada atlet dengan trauma kepala.

"Tidak ada yang benar-benar pernah melihat otak burung pelatuk untuk melihat apakah ia memiliki masalah neurologis," kata Peter Cummings, ahli saraf di Universitas Boston dan menggambarkan dirinya sebagai "ayah sepak bola." Cummings berkolaborasi dengan dua ilmuwan Universitas Boston lainnya: ahli anatomi Don Siwek (yang meninggal pada bulan Desember) dan ahli neurobiologi George Farah, yang melakukan bagian terbesar dari pekerjaan laboratorium.

Farah memperoleh burung mati dari Harvard Museum of Comparative Zoology dan Chicago's Field Museum. “Kami dengan senang hati memberikan spesimennya,” kata ahli biologi evolusi Field Museum, Ben Marks. Burung-burung itu "diasinkan," katanya, disuntik dengan formalin dan disimpan dalam toples alkohol, dalam beberapa kasus, 60 tahun. "Orang-orang telah melihat otak sejak orang mengumpulkan burung," kata Marks. Tetapi permintaan ini “sedikit berbeda.”

Di Universitas Boston, Farah mengekstraksi otak burung dan membaginya menjadi irisan setipis kertas untuk diperiksa di bawah mikroskop. Dia memeriksa 10 burung pelatuk. Lima burung hitam bersayap merah, yang tidak membenturkan kepalanya ke pohon, memberikan sampel kontrol.


Tonton videonya: Ember és Természet Harkályfélék, háromújjú hőcsik, fehérhátú és balkáni fakopáncs, hamvas küllő (Februari 2023).