啄木鸟究竟是如何预防脑损伤的？一种蛋白质成为揭开谜题的关键

在橄榄球运动中，擒抱动作的冲击力足以诱发脑震荡，但是，啄木鸟“啄击”树木一次的力量是这种冲击力的 10 倍，然而鸟儿们的大脑似乎完全不受影响。这启发了一些运动装备公司，他们模拟在鸟身上进行头盔和护颈试验。

不过，科学家也发现，啄木鸟可能无法避免所有头部创伤。一项新的研究表明，一种被认为是人类脑损伤标志的蛋白质异常积聚，也会在啄木鸟脑中发生。那么，一个有趣的问题就出现：保护啄木鸟脑部免受损伤的是不是这种新发现的蛋白质“缠结”？

     啄木鳥头部透视图，并未发现大脑损伤

啄木鸟不会有脑震荡的观点可以追溯到 1976 年，当时一项鸟类脑部的开创性研究显示，啄木鸟脑部没有任何损伤的证据。波士顿大学的神经生物学家乔治·法兰表示，这项研究激发了一系列关于“啄木鸟生物力学”及“啄木鸟冲击力的耐受适应（进化）”的论文的诞生。但是，由于之前研究使用了过时的染色方法来揭示脑部的损伤，他和同事们决定用 21 世纪的技术来重做这项研究。

他们向几个博物馆索求了啄木鸟标本，并研究它们的大脑。他们最终拿到了 六只绒啄木鸟，一只黄腹啄木鸟，一只北扑翅鴷，一只淡嘴啄木鸟和一只细纹黑啄木鸟。为了比较，他们还选择了 五 只没有“用头撞树”习惯的红翅黑鹂。

研究人员将这些大脑进行切片后，将其染色，以检测像 Tau 蛋白质这样的潜在致病性沉积物，它们可能导致慢性创伤性脑病（CTE）和其他神经退行性疾病（包括阿尔茨海默症）。10 只啄木鸟中有八只脑部存在沉积物，但是所有的红翅黑鹂脑部都没有沉积物。更重要的是，这些物质都位于大脑的前方，也就是 Tau 蛋白质在慢性创伤性脑病中出现的部位。

为了弄清沉积物究竟是不是 Tau 蛋白质，研究人员用 Tau 蛋白质特异性抗体染色了所有 10 只啄木鸟的大脑。研究小组在学术期刊 PLOS ONE 上发表研究结果，该方法对七只啄木鸟大脑没有效果，但是在剩下的三个大脑测试中，两个测试都是阳性的。这震惊了波士顿大学的神经病理学家彼特·克明斯，他说：“就像从事这类研究和运动装备领域的每个人一样，我原以为啄木鸟脑中没有 Tau 蛋白质积聚。”

      绒啄木鸟的头部积聚了 Tau 蛋白质，这种蛋白质在有脑部创伤的橄榄球运动员脑中也能发现

但这并不意味着啄木鸟脑部受伤了。宾夕法尼亚大学神经创伤研究员道格拉斯·史密斯表示，“不是所有的脑内 Tau 蛋白质都会导致 CTE。”事实上，一些 Tau 蛋白质是有益的，因为这种存于细胞内部的蛋白质有助于稳定神经元，并保持其形状结构完整。但是头部创伤可以使 Tau 蛋白质发生位移，从而形成阻塞大脑的沉积物。

芝加哥菲尔德自然博物馆的进化生物学家 香农·哈克特表示，我们还不清楚在鸟类开始表现异常之前，啄木鸟脑中会积累多少 Tau 蛋白质。克明斯表示，还需要做更多的研究来确定啄木鸟头脑中的 Tau 蛋白质是不是为了解决头部创伤进化而来，或者它们是否有办法解决多余的 Tau 蛋白质积聚。他指出，啄木鸟在啄木时要承受 1200 Gs 的冲击力，即重力的 1200 倍，它们的颈部肌肉和颅骨结构可以保护它们抵抗这样冲击力。“为什么这些适应（进化）会停留在脑部呢？”

对啄木鸟的研究或许可以解释其他“用头撞击”的动物是如何保护自己免受脑部创伤的，也许还可以启发科学家用新的方法来保护“脆弱”的橄榄球运动员。（摘自美《深科技》）（编辑/华生）