Как дятел сотрясения мозга избегает

[i_eron]

БиБиСи рассказала об исследовании дятлов тремя методами - рентгеном (а ещё CT и SEM), быстрой съёмкой и моделированием. Оказывается, когда дятел долбит дерево, его голова движется со скоростью 22 км/час, а ускорение при ударе бывает 1000G (кто читал в детстве про героические межпланетные путешествия, тот поймёт). Чтобы это померить, исследователи заставляли дятлов долбить силовые датчики (наверное, объясняли, что там внутри жучок).

Защитных устройств у дятлов много. Их кости головы - губкообразные, это гасит удар (про это я и раньше знал). А у клюва верхняя и нижняя половины - чуть разной длины, так что они бьют ими не одновременно. Тут я было засомневался, ведь эта разница не может быть точно подобрана у каждого дятла, и она наверняка меняется со временем. Но там написано, что каждый дятел аккуратно подбирает наклон головы. Наверное, эта привычка у него тоже меняется со временем - как у нас прикус.

Эти половинки клюва напоминают наши пальцы ног - говорят, они специально на разных уровнях, чтобы, когда мы бегаем или прыгаем, каждый удар распределялся бы между ними - сначала часть на большой палец, потом на второй и так далее.

А ещё их гиоидная кость (которую так любят авторы детективов и палеоантропологи) не висит в горле, как у нас, а обволакивает всю голову, так что часть силы удара переносится по ней, минуя мозг.

Исследователи говорят, что это первое комплексное количественное исследование - раньше объяснения были только качественными и неполными (по этому поверхностному описанию оно действительно выглядит солидно). И что оно поможет улучшать приспособления для защиты голов людей. В этом последнем я не убеждён, и не только потому, что это заявление звучит, как классическое гранто-оправдание. А ещё и из-за вот этой мизантропической фразы - лучшей во всём репортаже (извините за корявый перевод):

У птиц очень небольшое субдуральное пространство между мозгом и черепом, так что у их мозга нет места, чтобы болтаться туда-сюда, как у людей.

Comments

[iisus.livejournal.com]

Я всегда считал, что главное достоинство черепа дятла в том, чтоб не позволять энергии удара распределяться по разным частотам колебания. Примерно по тому же принципу, что если мечом бить кое как, то он дрожит, и рука чувствует удар через рукоятку. А если ударить определённым местом, примерно на расстояни 1/3 от кончика, то колебания взаимопогасятся, и рука ничего не почувствует.

Например, может статься, что волна от удара верхней челюстью переходит на череп и с него на нижнюю челюсть как раз в тот момент, чтоб по совпасть в противофазе с волной от удара нижней челюсти и взаимопогаситься.

И если эта задача решается, то мозгу остаётся приноровиться лишь к той частоте и амплитуде, с которыми движется сама голова, а узкий спектр гасить несложно.

Хотя, когда смотришь на картинку, возникает ощущение, что только система череп+верхняя челюсть приспособлена для удара, а нижняя челюсть служит исключительно для погашения лишних частот, так как у неё другая собственная частота колебаний.

В любом случае, думаю, что главную роль играет именно та механическая ткань, что крепится к черепу и пронизываает мозг, передавая ему кинетическую энергию от удара.

[i_eron]

Эти люди много мерили и моделировали, так что я склонен доверять их выводам (если бы было интереснее, почитал бы саму их статью, но даже по журналистскому репортажу их подход кажется серьёзным и правильным). Говорят про конкретную кость, которая отводит удар от мозга - это результат симуляции. Про свойства материалов костей и форму мозга.

Частоты колебания, насколько я понимаю, определены для жёсткой системы. Может быть, для меча (наверное, там пренебрегают структурой руки, которая его держит). Но голова дятла - совсем не жёсткая система, разные её части колеблются по-разному. А ещё колебания сильно гасятся, так что говорить об определённых частотах, наверное, трудно. В общем, сложная система, надо строить большие модели и вкладывать туда как можно больше точных измеренных данных о структуре. Так что эти мизантропы - молодцы.

[spamsink]

И что оно поможет улучшать приспособления для защиты голов людей.

Людям, чья активность связана с большими ускорениями головы, будут вживлять протез гиоидной кости, обволакивающей всю голову?

у их мозга нет места, чтобы болтаться туда-сюда, как у людей.

Поэтому относительно малое ускорение в направлении, отличном от оси клюва, скорее всего, вызовет сотрясение мозга и его фатальный отек. А людей по башке шибают в разных направлениях, так что большое субдуральное пространство и есть результат эволюционной адаптации.

[i_eron]

>...будут вживлять протез гиоидной кости, обволакивающей всю голову?

:-) Да нет, они имеют в виду, что такие хорошо сделанные симуляции можно и людям делать, чтобы лучше понять, как получаются травмы и какие приспособления помогут. Классическая логика грант-аппликаций в "чистой науке".

>...относительно малое ускорение в направлении, отличном от оси клюва, скорее всего, вызовет сотрясение мозга и его фатальный отек.

Ключевое слово - относительно. Ведь 1000G - это не хухры-мухры. Наверняка по офф-клювным направлениям устойчивость у них меньше. Но если они выдерживают мульти-многократное 1000G в клюв, то штук 100G сбоку им - раз плюнуть. А нам 100G, особенно, если много раз, говорят, вредно.

[kramian.livejournal.com]

у их мозга нет места, чтобы болтаться туда-сюда, как у людей

Эта фраза сразила меня наповал! Я утащу к себе, это надо цитировать!

Я, кажется, читала, что раньше для каких-то тестов (снятия энцефалограммы ?) пациенту необходимо было выпустить церебральную жидкость (а то она все потенциалы смазывает ?) Эта жидкость как раз и заполняет у нас субдуральное пространство, мозг в ней плавает - она его амортизирует и поддерживает форму, уменьшая эффективный вес. Ведь мозг у нас очень мягкий, как желе, вынутый из жидкости, он практически расползается. И вот у этих пациентов от любых движений головой были потом боли - потому что мозг таки болтался туда-сюда, пока новая жидкость не вырабатывалась.

[i_eron]

Про выпускание церебральной жидкости интересно, я и не представлял, что это можно сделать без тяжёлых последствий, да ещё ради такой фривольной цели, как энцефалограмма.

В репортаже эта фраза прозвучала, как издёвка по поводу людей вообще - эти, у которых мозг болтается туда-сюда. В смысле, не при ударе, а всегда - например, при ходьбе. Я даже подумал, что знаю таких людей.

Но на самом деле автор этого мизнтропического высказывания - конечно, ещё один боец в эпическом противостоянии млекопитающих и динозавров с потомками. Какие-то дятлы у него, видите ли, имеют преимущество перед людьми. Предатель. Но сказано отлично, надо признать. И само исследование мне очень понравилось - и методами, и результатом. Врага надо знать.

[kramian.livejournal.com]

По-моему, враг давно повержен, а Вы поете комические куплеты на его могиле (с) :)

Про жидкость я могла напутать, но вообще ее и по сей день берут - через позвоночник, и википедия сообщает, что от этого может сильно болеть голова (интересно, сколько же ее надо для этого забрать):
http://en.wikipedia.org/wiki/Cerebrospinal_fluid ,
см. Pathology and laboratory diagnosis и Lumbar puncture.

[i_eron]

Обновляется 3.7 раза в день?! То есть, можно даже всю выпустить, получится меньше стакана, а через 7 часов буль-буль и голова опять заполнится. А что голова болит - ладно. Ведь сам мозг, кажется, болеть не умеет - мучается там молча, как рыба, вытащенная из воды. Вот где ужас.

Вся эта тема про "болтается туда-сюда" сильно напоминает мне шуточки про блондинку у глазного врача (когда тот светит ей в глаз, свет выходит из ушей) и про футбольных болельщиков (как умирают клетки их мозга - "в одиночестве").

Конечно, комические - это ведь лучше, чем наоборот. Смущённый знаком "(c)", я посмотрел эту фразу в гугле и первая же ссылка указала, что их на могиле не поют, а танцуют.

Но враг не повержен, нет, он ждёт своего часа. У меня когда-то после рассказа "Птицы" Дафны дю Морье (по нему ещё Хичкок фильм снял) кошмары бывали. И потом, даже если Вы не верите в нашу с динозаврами вендетту и в грядущую страшную птичью месть, разве можно одобрить снисходительное и даже восторженное отношение отдельных людей к динозаврам (или к птицам, а то и к змеям-крокодилам)? Это ведь противоестественно, признак вырождения, а не просто предательство (чёрт, мне плохо удаётся консервативная риторика).

[kramian.livejournal.com]

их на могиле не поют, а танцуют.
Ой. Под гармошку, на могиле Джерома Джерома.

Современные птички и ящерки за своих предков не отвечают, не будьте злопамятны :)

Про 3.7 раза в день впечатляет, да. И что ее таким образом вырабатывается поллитра в день. Но, наверно, все-таки не заново вырабатывается, а отфильтровывается. А то столько нам не выпить.

А вот в книжке про белого тупыря (http://kramian.livejournal.com/30589.html) автор пишет, что у ушастой совы через ухо видна задняя сторона глаза. А совы, они умные, так что неполиткорректные наезды на блондинок мы сейчас отметем :)

[nu57.livejournal.com]

А я у Джерома помню только, как Гаррис собирался именно петь комические куплеты на пепелище сожжённых им землевладельцев. Было ещё что-то?

[kramian.livejournal.com]

Вроде нет, я землевладельцев и имела в виду :)
http://bookz.ru/authors/djerom-k-djerom/troe/page-7-troe.html

[i_eron]

Ну да, не отвечают, а потом ка-ак накинутся.

Или можно считать, что узколобый национализм млекопитающего прикрывает тут чувство вины узурпатора и страх перед неизбежной расплатой за смертный грех гордыни. Ведь 65 миллионов лет назад мы забрали у них будущее, прямо по "блаженны кроткие, ибо они наследуют землю." А теперь мы уже совсем не кроткие. Вот и чувствуем, что долго так продолжаться не может.

Получается, что наш мозг не просто плавает в водичке, как вставная челюсть по ночам. А в свежей водичке. Это приятно.

Я когда-то делил лабораторию с одним, который хотел светить особым красным лазером человеку в голову и, по рассеянному мозгом свету, судить о распределении насыщенности кислородом там внутри. Светить прямо сквозь череп и смотреть на свет, который идёт из мозга обратно. Он экспериментировал с огромным блюдом желе. Я ещё тогда посоветовал перейти на агар-агар, а то ему приходилось каждый раз готовить новое желе. Так что про блондинок - это не шутка, весь вопрос, как увидеть рассеянный свет.

И вообще, про блондинок неполиткорректно, а про футбольных болельщиков, значит, пожалуйста :-) Недавно выяснилось, что политкорректность коснулась даже привидений (теперь следует говорить Apparition American). Ну чем мы хуже? Вот по-итальянски нас давно называют тифози (сразу ясно, что больные, но не обидно). Надо бы придумать болельщикам адекватное название, политкорректное, чтобы из него было ясно, что мозг у нас маленький, но шутить над этим было бы неприлично.

[kramian.livejournal.com]

Ну да, не отвечают, а потом ка-ак накинутся.

If you think they are after you, it doesn't mean they aren't :)
На моего брата однажды напала стая ворон, прицельно его обделав. А на мужа напала вечером, по-видимому, сова, голову поцарапала.

А почему желе надо было готовить заново, а агар-агар не надо? Желе съедали? Я считала, что желе в пакетиках и делается из агар-агара, особенно в Израиле. (У желатина сомнительная кошерность.)

[i_eron]

Ну вот Вам и доказательство, даже два. Потомки обездоленных только ждут удобного момента.

Желе не съедали, оно портилось. А из химического агар-агара - почему-то нет. Может, он в обычное добавлял сахар. Не помню подробностей, но они были рады перейти на агар-агар.