Почему у дятлов нет сотрясений мозга? И как птицы проламывают твердые деревья без травм?

Дятлы наносят от 20 до 25 ударов по дереву в секунду. В день их количество может достигать 12 тысяч. При этом перегрузки, которые они испытывают огромны, от 1000 до 1200 g. Для сравнения: наибольшая перегрузка автомобиля, которую сумел пережить человек, — 179,8 g. Раньше ученые думали, что анатомическое строение дятлов смягчает удары и минимизирует их влияние на мозг. Однако последние исследования показали, что на самом деле птицы защищаются от сотрясений иначе.

Ученые из Университета Антверпена выяснили, что череп дятлов не защищает мозг от повреждений. Напротив, голова птиц работает как молоток. Ее структура оптимизирована для повышения эффективности клевания. Таким образом, любые механизмы амортизации черепа исключаются как ненужные рудименты, которые понижают производительность птиц.

Исследователи пришли к таким выводам, проанализировав высокоскоростные видеозаписи нескольких особей за работой. Они оценили замедление удара во время клевания. Это позволило разработать биомеханические модели головы птицы и оценить, как на самом деле работает череп животных.

Чтобы ответить на этот вопрос, эксперты рассчитали, как размер и форма черепной коробки влияют на давление внутри нее. Оказалось, что получить сотрясение дятлу практически невозможно. Силы, с которой он стучит по дереву, недостаточно, чтобы повредить мозг. Внутричерепное давление у птиц столь велико, что мозг остается в порядке даже при интенсивных ударах, которые привели бы к травме у человека.

Однако дятлы не полностью застрахованы от сотрясений. Мозг птицы может повредиться, если поверхность, которую они клюют, будет слишком жесткой. Например, металл или особо твердые сорта деревьев.

Многие современные системы амортизации вдохновлены анатомией дятлов. Инженеры часто используют строение их черепов для проектирования шлемов. Например, ученые Калифорнийского университета разработали технологию, которую можно применить для защиты черных ящиков самолетов в случае катастрофы. Изначально она была основана на неверных представлениях о черепно-мозговой структуре птиц. Теперь, когда стало известно, что тело дятлов не смягчает удары, инженеры смогут ее улучшить.