Не болит голова у дятла, 1974 — Фильмы
В школе его все называют Мухой. А он действительно был похож на это невзрачное и настырное насекомое. Сева Мухин позволял себе быть собой, он не шел на поводу у старшего брата-баскетболиста и исповедовал собственные принципы.
Сева мечтал создать джазовую группу, а еще он любил красивую тоненькую девочку Иру. Он не останавливался и пытался осуществить все свои желания. Но жизнь не бывает идеальной. За свою музыку мальчик только получает от брата, а с Ирой они очень часто ссорятся.
Одним летом Мухе все-таки удается собрать свою группу и уехать в летний лагерь. Но в это время Ира вынуждена переехать в другой город. Как поступит мальчик? Он не может бросить свою любовь.
Красивый драматичный фильм заставляет задуматься и многое переосмыслить. Это роскошная история о любви и чувствах, где много эмоций. Название Не болит голова у дятла было выбрано не просто так. Как известно, дятлы никогда не страдают от головной боли, хотя постоянно долбят дерево.
Так и главный герой – он настырный и идет до конца, к своим целям, не останавливаясь ни перед чем.
Фильм открыл многих актеров. Роль Иры исполнила Елена Цыплакова, для которой это был дебют. Впоследствии она стала не только знаменитой актрисой, но и режиссером. Исполнитель роли Мухи Александр Жезляев имел трагическую судьбу – он долгие годы провел в колонии, а затем трагически погиб.
Кинолента отличается оригинальным и смелым сюжетом, неожиданным финалом и прекрасными сюжетными отступлениями. Она получила несколько наград и остается актуальной и сегодня.
В школе его все называют Мухой. А он действительно был похож на это невзрачное и настырное насекомое. Сева Мухин позволял себе быть собой, он не шел на поводу у старшего брата-баскетболиста и исповедовал собственные принципы. Сева мечтал создать джазовую группу, а еще он любил красивую тоненькую девочку Иру. Он не останавливался и пытался осуществить все свои желания. Но жизнь не бывает идеальной.
Почему у дятла не болит голова ?
Дятел в день делает порядка 12 тыс.
ударов головой, при этом, не нанося себе никакого вреда! Этот удивительный факт не поддавался никакому объяснению, ведь при этом создаётся перегрузка в 1 тысячу раз больше, чем при свободном падении. Установлено, что некоторые виды дятлов, в процессе долбления коры дерева, способны двигать клювом со скоростью почти 25 км/ч! При этом его голова отбрасывается назад с огромным отрицательным ускорением, которое более чем в два раза превышает то, которое космонавты испытывают при старте! Совсем недавно, группа учёных из Китая смогли ответить на вопрос: «Почему у дятла не болит голова?».
Оказывается, дятел обладает несколькими уникальными способностями, и интересным строением головы.
Впервые полностью расшифровать механизм предохранения головы дятла от сотрясения удалось двум американским ученым, Айвану Швобу из Калифорнийского университета в Дэвисе и Филиппу Мэю из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которые в 2006 году получили за это открытие Игнобелевскую премию (это премия, которую ученые получают за «открытия, вызывающие сначала лишь смех, а потом заставляющие задуматься»; в мире науки эта премия не менее популярна, чем Нобелевская).
Итак, почему же дятел не получает сотрясение мозга. Во-первых, потому, что его сверхтвердый клюв ударяет в ствол строго перпендикулярно поверхности последнего, не сгибается и не вибрирует от удара. Это обеспечивает скоординированная работа шейных мышц — при «долбительных» работах действуют лишь те мышцы, которые отвечают за движение головы вперед-назад, а те, которые осуществляют боковые движения шеи, бездействуют. То есть дятел чисто физически не может отклониться от выбранного курса.
Кроме того, черепную коробку этой птицы и ее мозг отделяет лишь тонкий слой внутричерепной жидкости, что не позволяет вибрациям набрать достаточно силы для опасного воздействия на мозг. Кроме того, эта жидкость довольно вязкая, поэтому сразу же гасит все возникающие от удара волны, способные повредить важнейший нервный центр.
Также важную роль в защите мозга от сотрясений играет гиоид — важнейший элемент подъязычной кости птиц, который сам по себе является скорее хрящом, чем настоящей костной тканью. У дятлов он чрезвычайно развит, весьма обширен и протяжен, располагается не только в глотке (как у млекопитающих), а заходит и в носоглотку, обернувшись перед этим вокруг черепа. То есть внутри черепной коробки у этой птицы имеется дополнительный упругий амортизатор.
Кроме того, как показало исследование внутреннего строения черепных костей дятла, почти все они содержат губчатую пористую ткань, которая является дополнительным амортизатором. В этом отношении череп дятла скорее похож на таковой у птенца, чем у взрослой птицы (у которой доля губчатого вещества в костях чрезвычайно мала). Так что те вибрации, которые не удалось «погасить» черепной жидкости и гиоиду, «успокаивает» губчатое вещество костей.
Кроме того, дятел имеет еще своеобразный «ремень безопасности» для глаз — во время удара третье веко (мигательная перепонка) опускается на глаз этой птицы, чтобы уберечь глазное яблоко от вибрации и не допустить отслоения сетчатки.
Так что зрение у дятлов, несмотря на «долбительный» образ жизни, всегда в порядке.
Итак, чему же эта умная птица может научить людей? Да хотя бы тому, как разрабатывать совершенные противоударные конструкции. Подобную работу недавно проделали американские ученые из Лаборатории биоинженерии Университета Беркли.
Роль супертвердого клюва в искусственном демпфере может играть прочная внешняя оболочка — например, стальная или титановая. Функцию внутричерепной жидкости в данном устройстве берет на себя второй, внутренний слой металла, отделенный от внешнего, стального, эластичным слоем. Под ним находится слой твердой, но, в то же время эластичной резины — аналог гиоида. А «заменителем» губчатых структур является заполнение всего пустого объема под этой резиной плотно упакованными стеклянными шариками размерами около одного милиметра. Доказано, что они очень эффективно «распыляют» энергию удара и блокируют передачу опасных вибраций на самую ценную центральную часть, ради которой все эти системы и существуют — то есть некий «мозг».
Подобный демпфер, по мнению разработчиков, может защищать разные хрупкие конструкции, например, электронику, от сильных ударов.
После создания миниатюрного прототипа, исследователи провели первые испытания данной оболочки. Они поместили его в пулю и из газового ружья выстрелили ей в толстый лист алюминия. Перегрузка от удара достигла 60000 g, но демпфер эффективно защитил спрятанную в нем электронную начинку. Значит, данная система достаточно эффективно работает. Теперь разработчики трудятся над созданием такого же демпфера больших размеров.
Китайские ученые исследовали защиту дятла от ударов и вибрации, что по их мнению может помочь создать новые антиударные материалы и структуры, которые могут быть использованы в различных сферах деятельности человека. Инженеры государственной лаборатории структурного анализа для промышленного оборудования университета Далянь обнаружили, что все тело дятла работает, как отличный противоударный механизм, поглощая энергию воздействия.
Птица клюет дерево с очень большой частотой (порядка 25 Герц) и скоростью (около семи метров в секунду), что больше в 1000 раз земной силы тяжести. Ученые сдеалали специальную 3Д компьютерную модель, используя томограмму, чтобы понять как именно дятел защищает свой мозг от повреждения.
Ученые выяснили, что большая часть энергии удара аккумулируется телом птицы (99,7%) и только 0,3% приходится на голову дятла. Часть энергии удара принимает на себя клюв птицы, еще часть подъязычная кость птицы. А та небольшая часть энергии, которая все-таки приходится на голову дятла преобразуется в тепло, из-за чего температура головного мозга сильно увеличивается.
Птица вынуждена делать перерывы между клеванием дерева, для того чтобы снизить эту температуру.
Результаты исследования будут опубликованы в научном журнале Science China.
А вот бедного дятла аннигилировало !
А вот дятел против змеи:
А вот дятел психанул !
[источники]
источники
http://www.
pravda.ru/science/eureka/discoveries/22-02-2011/1067527-melanerpesaurifrons-1/
Почему дятел не умирает от сотрясения мозга: китайские ученые нашли неожиданный ответ
http://lenta.ru/news/2011/10/27/wood/
А помните мы смотрели, как летает Дятел с пассажиром, а вот результат деятельности желудевого дятла. Вот тут еще мы выясняли Почему «безногая ласточка» спит в воздухе, а вот внезапная Синица — зомби и на самом деле Есть такая птица — казуар ! Оригинал статьи находится на сайте
Фильм Не болит голова у дятла: смотреть онлайн в хорошем качестве, фото, видео
Молодежная драма Динары Асановой с Александром Жезляевым, Еленой Цыплаковой, Александром Богдановым и Екатериной Васильевой в главных ролях.
Съемочная группа фильма Не болит голова у дятла / Ne bolit golova u dyatla
Режиссер: Динара Асанова
Автор сценария: Юрий Клепиков
В ролях: Александр Жезляев, Елена Цыплакова, Александр Богданов, Николай Гринько, Екатерина Васильева, Михаил Светин, Ирина Обольская, Денис Козлов, Андрей Никитин, Юлия Шишкина и другие
Оператор: Дмитрий Долинин
Композитор: Евгений Крылатов
Сюжет фильма Не болит голова у дятла / Ne bolit golova u dyatla
В небольшом городке живет семиклассник Сева Мухин (Александр Жезляев), или просто Муха, который известен своим землякам как младший брат выдающегося молодого баскетболиста Андрея Мухина (Павел Ростовский).
Муха обожает музыку и почти все свободное время проводит за своей ударной установкой, наполовину состоящей из старых кастрюль и тазов. Еще Сева не может представить себе жизни без соседки по парте, Иры Федоровой (Елена Цыплакова).
У Мухи есть верный друг – одноклассник Лева Булкин, он же Батон (Александр Богданов), который, как и Сева, по уши влюблен в Федорову.
Когда учебный год подойдет к концу, и наступят каникулы, в жизни Севы произойдет несколько важных событий, и он поймет, что этому лету суждено стать его прощанием с детством…
История создания фильма Не болит голова у дятла / Ne bolit golova u dyatla
Премьера картины «Не болит голова у дятла» состоялась 5 ноября 1975 года.
Лента стала полнометражным дебютом выпускницы режиссерского факультета ВГИКа Динары Асановой.
Своим фильмом, рассказывающим о дружбе, первой любви и взрослении, Асанова, по ее собственным словам, сделала «попытку исследовать внутренний мир подростка».
«Фильм этот о подростках, но совсем не исключительно для подростков, он обращен и к взрослым», — говорила о картине режиссер. – «В этом вопросе самым важным для нас было найти интонацию, лишенную риторики и нравоучений, найти такой материал, с которым подросток мог бы себя отождествить. Историю, которая могла бы по-настоящему заинтересовать его. И найти такого героя, в котором каждый узнал бы себя. Поэтому фильм пронизан лирической, романтической музыкой и спортом. Поэтому и сюжет его — история любви, и герой его — заурядный подросток, обещающий вырасти в необыкновенного человека. Это не означает, что он станет каким-то крупным музыкантом. Просто речь идет о талантливой личности».
Сценарий картины написал кинодраматург Юрий Клепиков, известный по фильмам «Даурия» и «История Аси Клячиной, которая любила, да не вышла замуж«.
Клепиков поначалу сомневался, не будет ли ошибкой отдать сценарий в постановку режиссеру-дебютанту, тем более женщине, но увидев студенческие работы Асановой, согласился сотрудничать с ней. На первых порах, правда, не обошлось без некоторых трудностей во взаимопонимании. Сценарий подразумевал комедийное изображение событий, а Асанова настаивала на лирическом решении и итоге смогла убедить в своей правоте Клепикова. Коллеги смогли найти общий язык, и впоследствии вместе работали над картиной «Пацаны«.
На площадке фильма царила импровизация. Сценарий был прочитан юным актерам всего один раз. Ребята не должны были заучивать свои реплики наизусть, а действовали в кадре и вели диалоги, только следуя основным сюжетным поворотам. Такой подход Асановой к созданию картины позволял детям чувствовать себя полноправными авторами картины, что, конечно же, самым положительным образом отражалось на процессе съемок.
В 1976 году на II Ленинградском смотре творческой молодежи за фильм «Не болит голова у дятла» Динара Асанова была удостоена медалью и дипломом Лауреата, а художник-постановщик картины Владимир Светозаров, стал лауреатом III Ленинградского смотра творческой молодежи в 1978 году.
Интересные факты о фильме Не болит голова у дятла / Ne bolit golova u dyatla
— Динара Асанова рассказывала, что после третьего дубля финального эпизода, когда главный герой бежит за набирающим ход поездом, Саша Жезляев, игравший Муху, сказал: «Я теперь понял, почему Севка плачет в конце. Не потому, что она уезжает. От собственного бессилия…»
— Для Елены Цыплаковой, которая впоследствии стала известной актрисой и кинорежиссером, фильм стал дебютом в кино. На пробы 14-летнюю девочку привела Динара Асанова, которая познакомилась с Леной в гостях.
— Музыкантов, участвовавших в фильме, очень сложно было заполучить на съемки из-за их занятости на основной работе. Чтобы отпросить барабанщика Владимира Василькова, членам съемочной группы пришлось пройти серьезное испытание. Музыкант работал в Эстрадном оркестре Леонида Утесова, и переговоры с Леонидом Осиповичем обернулись настоящим экзаменом на знание фильма «Веселые ребята«. К счастью, просители отлично знали картину, что позволило им с блеском выдержать проверку, и Владимир был отпущен на съемки.
— Асанова с самого начала хотела, чтобы дом, где живет Муха и его семья, стоял у воды. Но найти подходящее здание на берегу водоема не удалось, и тогда было принято решение вырыть рядом с домом, где проходили съемки, небольшой котлован и залить водой. Чтобы искусственный пруд выглядел реалистично, для него даже специально привозили ряску.
После «Не болит голова у дятла» Александр снялся еще в четырех картинах, в том числе в фильмах Асановой «Беда» и «Ключ без права передачи«.— В начале фильма учительница в исполнении Екатерины Васильевой, призывая одну из одноклассниц Мухина к тишине, произносит фразу: «Асанова, прекрати!»
— В эпизодической роли в фильме снялся трехлетний сын Динары Асановой Анвар.
Болит ли голова у дятла?
Узнать птицу по трели, которую она издает, может не каждый. Но перепутать с кем-то дятла невозможно. Его стук по дереву является самым узнаваемым лесным звуком. Дятлы — единственное семейство птиц, которое способно долбиться головой часами.
Ежедневной нормы по количеству ударов нет, так как многое зависит от причины, по которой дятел долбит дерево. Зимой он делает это, чтобы прокормиться, и способен разрушать трухлявые деревья на протяжении одного-трех часов.
При этом частота долбления будет зависеть от того, насколько много в дереве личинок насекомых, которыми питается дятел. Причем сначала надо узнать, где именно находятся полости с ними. Обстукивать дерево с этой целью дятел может на протяжении часа, совершая до двух ударов в секунду. Правда, с перерывами. Итого получается около 3000–4000 ударов в час! А ведь эти личинки надо еще достать…
Бывает, что дятел крошит уже сухое дерево. Тогда ему требуется совершить не менее 10 000 — 12 000 ударов, чтобы наесться. Личинки он достает из открывшихся в результате долбления ходов в перерывах между ударами.
Весной хлопот прибавляется. По крайней мере у самца. В этот период ему необходимо позаботиться о привлечении самки. Длительность брачной дроби у разных видов разная, в среднем 2–3 секунды. За это время дятел делает не менее семи быстрых ударов. А частота таких дробей может достигать до 10–20 в час. Если учесть, что длится токовая дробь не более двух часов, получается, что всего дятел «бьется» головой о дерево около 157 раз.
Но привлечь самку мало. Надо еще изготовить дупло, а на это необходимо от одного до пяти часов. Все зависит от плотности дерева и отвлекающих факторов, таких как, к примеру, охрана территории.
Череп дятла имеет внутри губчатую ткань, которая служит дополнительным к черепной жидкости амортизатором. Другим амортизатором является длинный (10 см) язык. Чтобы он уместился в голове птицы, эволюции пришлось пойти на хитрость, обернув языком череп.
Вздохнуть с облегчением удается лишь летом. Гнездо построено, самка найдена, да и искать личинки уже не надо, так как появляется возможность собирать насекомых с веток и земли. Поэтому летом стук дятла можно услышать гораздо реже.
Болит голова у дятла от такой «работы» или нет, до сих пор неизвестно, так как нет прибора, который крепился бы электродами в мозг и предоставлял информацию об этом. Но вряд ли. Все потому, что череп дятла имеет внутри губчатую ткань, которая служит дополнительным к черепной жидкости амортизатором.
Другим амортизатором является длинный (10 см) язык. Чтобы он уместился в голове птицы, эволюции пришлось пойти на хитрость, обернув языком череп. Чем не еще одна смягчающая «подушка»? Наконец, есть третья причина: клюв идет строго перпендикулярно к поверхности долбления, что исключает вибрации.
Правда, несмотря на все предосторожности, мозг дятла все же может пострадать от сотрясения. Только не из-за стука по дереву, а, к примеру, из-за очень сильного удара. Так, если птицу собьет машина и удар придется на голову, она погибнет.
Почему не болит голова у дятла | Статьи
Игнобелевскую премию, антипод Нобелевской премии (англ. ignoble низкий, постыдный), ежегодно вручают за достижения, которые «не следует повторять». Церемония вручения уже в 16-й раз прошла в американском Гарварде, где проживает больше всего в мире настоящих нобелевских лауреатов.
В отличие от досточтимой Королевской шведской академии наук, которая распоряжается судьбой Нобелевской премии, Игнобелем заведует не столь высокое жюри сатирический журнал «Анналы неправдоподобных историй».
Церемония проходит в театре «Сандерс», куда с большой охотой являются настоящие нобелевцы, в изобилии проживающие в Гарварде. Некоторые, не испытывая ни тени смущения и неловкости, являются лауреатами обеих премий. Приходят они на полуночную торжественную церемонию не во фраках, как заведено в Стокгольме, а в бутафорских костюмах с огромными носами. Если кто-то из лауреатов во время речи задерживает внимание публики дольше чем на 60 секунд, раздается капризный плач 8-летней ведущей: «Прекратите, мне скучно!» Нобелевский лауреат Рой Глобер уже много лет исправно засыпает сцену бумажными самолетиками собственной конструкции.
Игнобелевские премии вручаются по 10 номинациям, дабы, в отличие от Нобелевской премии, не обидеть невниманием какую-то из дисциплин. Удивительным образом премия за антинаучные достижения способствует популяризации научных достижений едва ли не в большей степени, чем высокоученые и часто непонятные широкой публике Нобелевские премии. Наука, как говорил Нобелевский лауреат Петр Капица, занятие для веселых и остроумных людей.
У нас этот постулат стал забываться: изнывающие от безденежья ученые погружаются в ностальгию о временах, когда первым бестселлером в стране был сборник «Физики шутят».
Быть может, самый весомый для общественности приз достался американцам Ивану Швабу и Филиппу Мэю из Калифорнийского университета, которые внесли ясность в извечный вопрос, почему у дятла, который наносит по дереву 12 тысяч ударов в день, не болит от долбежки голова. Оказывается, дятел обзавелся губчатыми черепными костями, и они обволакивают мозг, как упаковочный пенопласт. У хитроумного дятла имеется также оригинальный аналог ремней безопасности, благодаря которому глаза дятла не вылезают из орбит. За мгновение до удара мигательная перепонка опускается на птичье веко, уберегая глазное яблоко от перегрузки. Любопытно, что у дятла меньший относительно веса объем мозга, чем у других птиц, что может быть объяснено эволюционным отбором, чтобы придать ему стойкость во время постоянной долбежки. Но, как часто бывает в науке, все стройные гипотезы могут быть посрамлены обратным предположением: по дереву неустанно долбят самые глупые птицы.
Едва ли не впервые одна из премий отправилась на Ближний Восток. Васмия аль-Хоути из университета Кувейта получила награду за доказательство того, что навозные жуки чрезвычайно придирчиво относятся к выбору пищи. Раньше наука пребывала в неведении, а теперь точно знает: навозные жуки отъявленные гурманы.
Можно не сомневаться, что самое весомое прикладное значение будет иметь премия по медицине, которую получили американец Фрэнсис Фесмайр и группа медиков из Израиля за теоретическое и практическое исследование о том, как прервать икоту с помощью ручного ректального массажа. Оказывается, икать нас заставляют электрические импульсы в блуждающем нерве, которые можно блокировать, вставив палец в задний проход больного, что иногда, это знают опытные врачи, помогает при сильной тахикардии.
Премию в области акустики отдали американским психологам, которые узнали, почему людям неприятен скрип ногтей по школьной доске. Именно частота звука, который раздается при таком поскребывании, делает его абсолютно невыносимым.
Причем, если звук усилить, он совпадает с тревожными криками шимпанзе. Видимо, мы имеем дело с атавизмом, доставшимся от далеких предков.
Игнобеля по математике завоевали австралийцы, которые вычислили, сколько экспозиций нужно произвести при групповой съемке, чтобы никто из позирующих не закрыл глаза. В физике победили французы, объяснившие, почему сухие спагетти всегда ломаются более чем на две части. В номинации «Биология» премию получил голландец, установивший, что самку комара одинаково привлекают аромат лимбургского сыра и потных ног. За другое исследование по сыру награду получила по химии группа испанцев, изучивших влияние температуры на скорость ультразвука в куске чеддера.
Мы с ревностью следим за тем, получают ли наши соотечественники Нобелевскую премию. Если Россия мечтает войти в цивилизованное сообщество, с тем же вниманием мы обязаны относиться к Игнобелю. Скажем прямо, достижений у нас и здесь немного. В 1992 году премия досталась члену-корреспонденту РАН Юрию Стручкову из Института органических соединений РАН.
С 1981 по 1990 год целеустремленный человек публиковал в среднем по одной научной работе каждые 3,9 дня. А в 2002 году уважаемый «Газпром» разделил Игнобеля по экономике с известными компаниями «Энрон», «Меррилл Линч», «Уорлдком», «Ксерокс», «Артур Андерсен» за «адаптацию математического понятия мнимых чисел для использования в мире бизнеса».
Остается верить, что и в Нобеле, и в Игнобеле наши главные достижения впереди. Главное подольше сидеть за ретортами и не забывать улыбаться.
БОЛИТ ЛИ ГОЛОВА У ДЯТЛА?
Почему дятел, часами непрерывно долбящий клювом по деревьям, не сходит от этого с ума? Скорость клюва в момент удара может составлять 2000 километров в час! Как же выдерживает крохотный — величиной со спелую вишню — мозг дятла бесконечно повторяющиеся сотрясения без вредных для себя последствий?
Премия, альтернативная Нобелевской, досталась исследователю, изучившему строение черепа дятла с целью установить, почему тот не страдает от головной боли, несмотря на то что долбит дерево с производительностью 12 тысяч ударов в день.
Айван Швоб из Калифорнийского университета в Дэвисе вошел в пантеон ученых, чьи исследования признаны достаточно экстравагантными, чтобы заслужить «Шнобель» — альтернативу настоящей Нобелевской премии.
В работе доктора Швоба, опубликованной в «Британском офтальмологическом журнале», сообщается, что дятел долбит твердую поверхность со скоростью 20 ударов в секунду, прилагая силу, в 1,2 тысяч раз превосходящую силу тяготения Земли, и при этом не получает сотрясение мозга, не страдает от отслаивания сетчатки и прочих симптомов «синдрома тряски младенца».
Дятел обладает высокоразвитым шоковым демпфером (устройство для успокоения колебаний), который защищает его от головных болей.
«Для нас головные боли и так вполне обычная вещь, а что бы было, проводи мы все время, стуча головой об стену?» — спрашивает он. За этот труд доктора Швоба чествовали на церемонии вручения «Шнобелевской» премии в Гарвардском университете в городе Бостон, штат Массачусетс, где он получил долгожданную награду в области орнитологии.
Спасают дятла еще мышцы шеи. Они столь замечательно скоординированы, что, когда дятел наносит удар, его голова и клюв движутся по абсолютно прямой линии.
Если удар будет нанесен хотя бы под небольшим углом, он приведет к разрушению тканей мозга. Именно отсутствие кивающих и вращательных движений головой, как выяснилось, и служит столь надежной защитой мозгу дятла.
«Дятел в день делает порядка 12 тыс. ударов головой, при этом, не нанося себе никакого вреда! Этот удивительный факт не поддавался никакому объяснению, ведь при этом создаётся перегрузка в 1 тысячу раз больше, чем при свободном падении. Установлено, что некоторые виды дятлов, в процессе долбления коры дерева, способны двигать клювом со скоростью почти 25 км/ч! При этом его голова отбрасывается назад с огромным отрицательным ускорением, которое более чем в два раза превышает то, которое космонавты испытывают при старте! Совсем недавно, группа учёных из Китая смогли ответить на вопрос: «Почему у дятла не болит голова?».
Оказывается, дятел обладает несколькими уникальными способностями, и интересным строением головы.
Впервые полностью расшифровать механизм предохранения головы дятла от сотрясения удалось двум американским ученым, Айвану Швобу из Калифорнийского университета в Дэвисе и Филиппу Мэю из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которые в 2006 году получили за это открытие Игнобелевскую премию (это премия, которую ученые получают за «открытия, вызывающие сначала лишь смех, а потом заставляющие задуматься»; в мире науки эта премия не менее популярна, чем Нобелевская). Биологи исследовали этот механизм на примере златолобого дятла (Melanerpes aurifrons), обитающего в лесах США, однако считают, что, видимо, такая система безопасности свойственна всем представителям дятлообразных (Piciformes).
Итак, почему же дятел не получает сотрясение мозга. Во-первых, потому, что его сверхтвердый клюв ударяет в ствол строго перпендикулярно поверхности последнего, не сгибается и не вибрирует от удара.
Это обеспечивает скоординированная работа шейных мышц — при «долбительных» работах действуют лишь те мышцы, которые отвечают за движение головы вперед-назад, а те, которые осуществляют боковые движения шеи, бездействуют. То есть дятел чисто физически не может отклониться от выбранного курса.
Кроме того, черепную коробку этой птицы и ее мозг отделяет лишь тонкий слой внутричерепной жидкости, что не позволяет вибрациям набрать достаточно силы для опасного воздействия на мозг. Кроме того, эта жидкость довольно вязкая, поэтому сразу же гасит все возникающие от удара волны, способные повредить важнейший нервный центр.
Также важную роль в защите мозга от сотрясений играет гиоид — важнейший элемент подъязычной кости птиц, который сам по себе является скорее хрящом, чем настоящей костной тканью. У дятлов он чрезвычайно развит, весьма обширен и протяжен, располагается не только в глотке (как у млекопитающих), а заходит и в носоглотку, обернувшись перед этим вокруг черепа. То есть внутри черепной коробки у этой птицы имеется дополнительный упругий амортизатор.
Кроме того, как показало исследование внутреннего строения черепных костей дятла, почти все они содержат губчатую пористую ткань, которая является дополнительным амортизатором. В этом отношении череп дятла скорее похож на таковой у птенца, чем у взрослой птицы (у которой доля губчатого вещества в костях чрезвычайно мала). Так что те вибрации, которые не удалось «погасить» черепной жидкости и гиоиду, «успокаивает» губчатое вещество костей.
Кроме того, дятел имеет еще своеобразный «ремень безопасности» для глаз — во время удара третье веко (мигательная перепонка) опускается на глаз этой птицы, чтобы уберечь глазное яблоко от вибрации и не допустить отслоения сетчатки. Так что зрение у дятлов, несмотря на «долбительный» образ жизни, всегда в порядке.
Ну и, конечно, для того, чтобы в черепе поместились все эти системы безопасности, дятлам пришлось существенно сократить поверхность своего мозга. Однако глупее остальных птиц от этого они вовсе не стали — наоборот, дятел весьма умен и обладает достаточно сложным территориальным и гнездовым поведением.
Дело в том, что, в отличие от млекопитающих, у птиц процессы высшей рассудочной деятельности происходят вовсе не в коре больших полушарий, а в лежащих под ней полосатых тельцах и слое, называемом гиперстриатум. А эти части мозга исходно занимают не очень большую площадь, потому что находящиеся в них нейроны достаточно плотно упакованы. Поэтому дятел может легко сжать свой мозг без ущерба своему интеллекту.
Итак, чему же эта умная птица может научить людей? Да хотя бы тому, как разрабатывать совершенные противоударные конструкции. Подобную работу недавно проделали американские ученые из Лаборатории биоинженерии Университета Беркли. Тщательное изучение замедленной видеосъемки «долбежки» и данных томографии дятлов позволило им разработать искусственную демпфирующую (то есть, обеспечивающую безопасность) систему, аналогичную таковой у дятлов.
Роль супертвердого клюва в искусственном демпфере может играть прочная внешняя оболочка — например, стальная или титановая. Функцию внутричерепной жидкости в данном устройстве берет на себя второй, внутренний слой металла, отделенный от внешнего, стального, эластичным слоем.
Под ним находится слой твердой, но, в то же время эластичной резины — аналог гиоида. А «заменителем» губчатых структур является заполнение всего пустого объема под этой резиной плотно упакованными стеклянными шариками размерами около одного милиметра. Доказано, что они очень эффективно «распыляют» энергию удара и блокируют передачу опасных вибраций на самую ценную центральную часть, ради которой все эти системы и существуют — то есть некий «мозг».
Подобный демпфер, по мнению разработчиков, может защищать разные хрупкие конструкции, например, электронику, от сильных ударов. Можно помещать в такую оболочку «черные ящики» самолетов, бортовые компьютеры кораблей или использовать ее при разработке катапультирующихся устройств нового поколения. Не исключено, что эту оболочку можно также использовать в корпусе автомобиля как дополнительный демпфер.
После создания миниатюрного прототипа, исследователи провели первые испытания данной оболочки. Они поместили его в пулю и из газового ружья выстрелили ей в толстый лист алюминия.
Перегрузка от удара достигла 60000 g, но демпфер эффективно защитил спрятанную в нем электронную начинку. Значит, данная система достаточно эффективно работает. Теперь разработчики трудятся над созданием такого же демпфера больших размеров.
Китайские ученые исследовали защиту дятла от ударов и вибрации, что по их мнению может помочь создать новые антиударные материалы и структуры, которые могут быть использованы в различных сферах деятельности человека. Инженеры государственной лаборатории структурного анализа для промышленного оборудования университета Далянь обнаружили, что все тело дятла работает, как отличный противоударный механизм, поглощая энергию воздействия.
Птица клюет дерево с очень большой частотой (порядка 25 Герц) и скоростью (около семи метров в секунду), что больше в 1000 раз земной силы тяжести. Ученые сдеалали специальную 3Д компьютерную модель, используя томограмму, чтобы понять как именно дятел защищает свой мозг от повреждения.
Ученые выяснили, что большая часть энергии удара аккумулируется телом птицы (99,7%) и только 0,3% приходится на голову дятла. Часть энергии удара принимает на себя клюв птицы, еще часть подъязычная кость птицы. А та небольшая часть энергии, которая все-таки приходится на голову дятла преобразуется в тепло, из-за чего температура головного мозга сильно увеличивается.
Птица вынуждена делать перерывы между клеванием дерева, для того чтобы снизить эту температуру.
Результаты исследования будут опубликованы в научном журнале Science China.
Не болит голова у дятла
В школе его прозвали Мухой. А он и был похож на муху. Невзрачный, взъерошенный и настырный. Муха позволял себе быть самим собой, стоять на голове в подъезде, раскачивать на кованных воротах и отчаянно любить тоненькую девочку с черными косичками.
И остервенело выколачивать из барабанов ритмы вышедшего из моды джаза.
+6
TV1000 Русское кино
Ошибка в расписанииВторник 19:10
Не болит голова у дятла
Канал «TV1000 Русское кино»
В это время была передача:
Ваше сообщение будет рассмотрено в ближайшее время. Спасибо!
В школе его прозвали Мухой. А он и был похож на муху. Невзрачный, взъерошенный и настырный. Муха позволял себе быть самим собой, стоять на голове в подъезде, раскачивать на кованных воротах и отчаянно любить тоненькую девочку с черными косичками. И остервенело выколачивать из барабанов ритмы вышедшего из моды джаза.
Продолжительность
1 час 35 минут (95 минут)
На других каналах
В ролях
Екатерина Васильева, Николай Гринько, Елена Цыплакова, Михаил Светин, Александр Богданов, Александр Жезляев, Ирина Обольская
Сценарист
Юрий Клепиков
Режиссер
Динара Асанова
Оператор
Дмитрий Долинин
Производство
Ленфильм
СССР
1974
Как дятлы избегают травм головного мозга?
Удар клювом по стволу дерева может показаться действием, которое может вызвать головные боли, боли в челюстях и серьезные травмы шеи и головного мозга. Тем не менее, дятлы могут делать это 20 раз в секунду и не страдают от вредных последствий.
Дятлы водятся в лесных районах по всему миру, за исключением Австралии. Эти птицы обладают необычной способностью использовать клюв, чтобы забивать стволы деревьев, чтобы проделывать отверстия для извлечения насекомых и сока.Что еще более впечатляюще, они делают это, не причиняя себе вреда.
Мы — материаловеды, изучающие биологические вещества, такие как кости, кожа, перья и раковины, встречающиеся в природе. Нас интересует костная структура черепа и языка дятлов, потому что мы думаем, что их необычная анатомия может дать понимание, которое может помочь исследователям разработать лучшие защитные головные уборы для людей.
Сотрясение мозга у людей
Во время клевания дятлы выдерживают множество сильных ударов головой.У них сильные хвостовые перья и когти, которые помогают им сохранять равновесие, когда их голова движется к стволу дерева со скоростью 7 метров — 23 фута — в секунду. Затем, когда их клюв ударяется, их голова замедляется примерно в 1200 раз превышающей силу тяжести (g).
Все это происходит без сотрясения мозга или повреждения мозга дятлом.
Сотрясение мозга — это форма черепно-мозговой травмы, вызванная многократными ударами по голове. Это обычное явление и часто происходит во время контактных видов спорта, таких как футбол или хоккей.Повторные черепно-мозговые травмы в конечном итоге вызывают прогрессирующее заболевание головного мозга, хроническую травматическую энцефалопатию (ХТЭ), которая является необратимой и приводит к таким симптомам, как потеря памяти, депрессия, импульсивность, агрессивность и суицидальное поведение.
Национальная футбольная лига утверждает, что у футболистов сотрясение мозга происходит при весе 80 g. Так как же дятлы выдерживают многократные удары массой 1200 г, не нанося вреда своему мозгу?
Мы искали ключевые секреты способности дятла выдерживать сильные удары молотком.Мы изучили микроструктуру костей, а затем провели биомеханический анализ головы.
Воздействие клевания дерева вызывает рябь в голове, шее и теле птицы.
Дятел должен закрыть глаза, когда его клюв ударяется о дерево, иначе его глазные яблоки выскочат.Необычные костные структуры черепа и языка
Сравнивая черепа дятлов и кур, мы обнаружили, что дятлы обладают адаптациями к поглощению ударов, которых нет у других птиц.Сюда входят специализированные кости черепа, мышцы шеи, клювы и кости языка.
Кости черепа имеют разный химический состав и плотность. Например, одна структурная адаптация достигается за счет увеличения накопления минералов в костях, что делает их более жесткими и сильными по сравнению с другими птицами. Удивительно, но кость черепа очень тонкая и меньше жидкости, отделяющей мозг от кости черепа, чем у других птиц и животных. Это говорит о том, что череп приспособлен быть более твердым и жестким одновременно.
Обычно в реальном материаловедении существует общий компромисс между твердостью и вязкостью. Однако наличие на голове твердых и твердых материалов снижает количество ударов, передаваемых в мозг.
Второе отличие состоит в том, что у дятлов меньше внутренней жидкости, окружающей мозг, чем у других крупных животных. Это помогает ограничить движение мозга во время клевания. Уменьшение количества жидкости имеет эффект, аналогичный желтку сваренного вкрутую яйца, который не повреждается при встряхивании, по сравнению с желтком сырого, сырого яйца.
У дятлов также есть кость, встроенная в язык, которая помогает извлекать насекомых с деревьев. Необычный язык обвивает заднюю часть черепа и закрепляется спереди между глазами. Эта конфигурация позволяет языку и его кости действовать как пружина, гася физическую силу и связанные с ней вибрации.
Различные типы костей
Жесткость и прочность типичной скелетной кости обусловлена плотной оболочкой из компактной кости, в которой заключена пористая губчатая кость.Но у дятла косточка языка имеет противоположную структуру: гибкую оболочку и более твердую сердцевинную кость. Вывернутая наизнанку конфигурация обеспечивает большую гибкость и может поглощать более высокие удары и вибрации.
Наша работа предполагает, что необычные кости черепа и языка дятла являются примером ударопрочных структур, необходимых для защиты мозга дятла во время клевания.
В настоящее время биологи и нейробиологи активно работают над изучением мозга дятла, чтобы увидеть, есть ли какие-либо патологические доказательства повреждений мозга, например CTE у людей.Мы надеемся, что это исследование покажет, существуют ли другие защитные или лечебные механизмы на уровне тканей или клеток в мозгу дятла, которые, как мы надеемся, позволят раскрыть, как защитить и лечить травмы человеческого мозга.
Профессор Джоанна МакКиттрик, инженер-новатор Калифорнийского университета в Сан-Диего и известный эксперт в области материаловедения, скончалась 15 ноября 2019 года, вскоре после завершения работы над этой работой. Ей было 65 лет. Она была страстным защитником интересов женщин, недостаточно представила студентов в STEM и была вдумчивым наставником.Праздник ее жизни состоится в пятницу, 31 января 2020 г.
, начало в 16:00. в Университетском клубе Калифорнийского университета в Сан-Диего.
У дятлов сотрясение мозга? | Давайте поговорим о науке
Вы когда-нибудь слышали, как клюет дятел? Эти очаровательные птицы клювами сверлят деревья в поисках пищи или для создания гнезда. Дятлы могут клевать дерево до 20 раз в секунду. Обычно они клюют до 12 000 клевок в день!
Клевание дает дятлу огромную силу.Фактически, эта сила примерно в 10 раз больше, чем та, которая могла бы вызвать сотрясение мозга у человека. Но долгое время ученые считали, что у дятлов не бывает головных болей и сотрясений мозга. Это почему?
Когда дятел ударяет по дереву, удар создает большую силу на его клюве. Анатомия дятла специально разработана для поглощения этой силы и предотвращения травм дятла. Его специализированный клюв и череп направляют большую часть энергии, связанной с этой силой, в остальную часть его тела.Это защищает мозг и предотвращает сотрясение мозга или травмы.
Голова дятла
Есть несколько анатомических особенностей, которые защищают дятлов. Во-первых, у дятлов есть костная структура, поддерживающая язык, которая начинается во рту, обвивается вокруг черепа и прикрепляется между глазами. Это называется подъязычной. Он действует почти как ремень безопасности вокруг мозга. Подъязычная кость поглощает часть энергии от столкновения.
Череп дятла (Источник: Филип Генри Госс через Wikimedia Commons).Знаете ли вы?
Язык дятла может быть в 3 раза длиннее его клюва! Это помогает им добраться до насекомых на деревьях или в норках.
Мозг дятла
Ударные травмы могут возникнуть, когда мозг перемещается по черепу. У дятлов относительно небольшой мозг, который очень плотно расположен внутри черепа. Это означает, что мозгу нет места, чтобы двигаться в черепе и потенциально получить синяк.
Кроме того, при ударных травмах повреждение зависит от того, к какой площади приложена сила.
Мозг дятла ориентирован таким образом, что, когда он движется вперед и назад по черепу, большая часть мозга ударяется о череп. Это означает, что сила столкновения направлена на большую площадь поверхности мозга. Это приведет к меньшему ущербу, чем если бы вся сила была направлена на одну точку в мозгу. Точно так же, если бы вы легли на гвоздь, вам не было бы больно. Но если бы вы наступили на один гвоздь, вам было бы очень больно!
Знаете ли вы?
У дятла есть третье внутреннее веко, которое предотвращает выпадение глазного яблока, когда он клюет.
Когда мозг действительно маленький, он имеет большое отношение площади поверхности к весу. Это еще один способ, который помогает распределить силу удара по гораздо большей площади, нанося меньший ущерб. Это не то, что происходит в человеческом мозге. Поскольку наш мозг больше, когда мы получаем ударную силу, она вызывает повреждение этой конкретной области мозга.
Мозг дятла также окружен толстой пластинчатой губчатой костью. Эта характеристика кости помогает ей поглощать и уменьшать силу удара.
Толстая губчатая кость в черепе дятла (Источник: Ван и др. [CC-BY] через asknature.org).Наконец, дятел всегда клюет свою цель по прямой прямой. Это позволяет избежать вращения или срезания мозга. Анатомия хорошо спроектирована, так что прямое попадание в мозг не может причинить никакого вреда.
Знаете ли вы?
Ученые начинают использовать характеристики головы дятла в качестве источника вдохновения для создания шлемов для человеческих голов!
Так неужели дятлы никогда не пострадают?
К сожалению, нет.Когда дело доходит до удара или удара из-за других движений, кроме клевания по прямой линии, дятлы так же уязвимы, как и другие птицы. Например, дятлы с такой же вероятностью могут получить травмы или погибнуть от полета головой в окно, как и другие птицы.
Кроме того, благодаря недавним исследованиям ученые не могут быть полностью уверены в том, что у дятлов вообще нет повреждений мозга. Согласно исследованию, опубликованному в 2018 году, мозг дятла может содержать белок, называемый тау.В человеческом мозге тау ассоциирован с повреждением головного мозга. Ученые не до конца понимают, как этот белок работает в мозге человека или птицы. Но это открытие — хорошее напоминание о том, что в науке всегда есть больше вопросов!
Почему дятлы не получают сотрясение мозга? (2016) из серии PBS «Быть умным — нормально» (6:24 мин.).Губчатый череп поглощает удары: Дятел
Виды дятлов, такие как златолобый дятел, барабанят клювом, чтобы обосновать свою территорию и привлечь партнеров.Высокоскоростное клевание златолобого дятла вызывает огромную стрессовую нагрузку на животное. Чтобы предотвратить физические и неврологические травмы, передняя часть черепа дятла состоит из пластинчатой губчатой кости, называемой губчатой костью.
Когда клюв дятла ударяется о предмет, высокая сила удара на его кончике смягчается анатомией его клюва и губчатой подъязычной кости. В результате сила напряжения от удара уменьшается в два-восемь раз от кончика клюва до точки, где клюв встречается с черепом.
Из сил, которые действительно достигают черепа дятла, уникальная структура его черепной кости не позволяет силам достигать его мозга и полости черепа. Эта черепная кость представляет собой смесь плотно упакованных, плотных компактных костей, окружающих более глубокую кость, которая состоит из ступенчатых пластинчатых структур, образующих плотную систему амортизации. Когда силы пересекаются с этой более глубокой костью, ее пористая и слоистая структура рассеивает частоты в разных направлениях от центральной точки удара.Эта кость, хотя и гибкая, может быть хрупкой сама по себе. Но будучи заключенной в компактную кость, вся система сохраняет гибкость внутри, позволяя двигаться, которое поглощает удары.
На этой диаграмме представлена (A) точка удара и (B) точка противоположного удара, на которую действуют остаточные силы, действующие в точке удара.
Иллюстрация Эллисон Миллер. На левом изображении выше представлен вид черепа и клюва златолобого дятла сверху .Область, выделенная красным, — это точка удара, на которую действуют остаточные силы от клевания птицы.
Иллюстрация Эллисон Миллер.
Фотография и иллюстрация справа отражают структуру этой области, состоящую из компактной губчатой кости.
Фотография и иллюстрация взяты из Wang et al. по лицензии Creative Commons.
Эту стратегию внесла Эллисон Миллер.
Ознакомьтесь с этими связанными стратегиями, которые в совокупности защищают мозг дятла от ударов:
Редактировать сводкуПочему дятлы могут бить молотком без головной боли
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОСТЬ: изогнутый комплекс хрящей и костей внутри головы дятла позволяет птице вытягивать и сохранять свой исключительно длинный язык.Иллюстрация Дениз Такахаши. Стратегия кормления дятлов требует двух специальных приспособлений: одну понимает весь мир, а другую знают лишь немногие изучающие птиц.
Первый — это способность забивать дерево и отбрасывать стружку, будь то копание гнезда или копание вкусных личинок жуков. Голова дятла наносит удары, по крайней мере, в 1000 раз превышающую силу тяжести (1000 г), однако птица не получает видимого вреда. Напротив, любой человек, испытавший 100-граммовый удар, наверняка погибнет.Так почему же дятлы не повреждают себе мозг или, по крайней мере, не страдают от головной боли?
На амортизирующие способности птицы влияет несколько факторов. Один из них — самозатачивающийся, похожий на долото клюв, который входит в дерево, а не останавливается резко. (См. Иллюстрацию выше.) Другой пример — сильные мышцы шеи. Уменьшение пространства в черепе также помогает, не позволяя мозгу раскачиваться. И ориентация самого мозга важна, так как она позволяет распространять силу на большую площадь поверхности.
Исследователи изучили большой пестрый дятел
Используя высокоскоростные камеры, датчики крутящего момента и сканирующую электронную микроскопию, исследователи из Университета Бейхан в Пекине, Китай, недавно изучили больших пятнистых дятлов.
В частях черепа и нижней челюсти птицы они обнаружили микромодификации костной структуры, которые позволяют скольжению (деформации), что помогает поглощать удары клевания. Они также обнаружили, что слой ткани, покрывающий верхний клюв дятла, был длиннее, чем слой, покрывающий нижний клюв, в то время как костная структура нижнего клюва была длиннее верхнего.Это несоответствие, по мнению ученых, позволяет направлять энергию через нижнюю часть клюва в сторону от мозга.
Вторая адаптация — необычно длинный язычок. Поскольку дятел обычно исследует щели, которые мешают нам увидеть язык, его длина — один из самых тщательно охраняемых секретов птичьего полета. Лучшая возможность увидеть язык дятла — это когда мерцание поедает муравьев в муравейнике.
Дятлы — всеядные животные, питающиеся насекомыми, пауками и другими членистоногими, а также орехами, мясистыми фруктами и соком.Специальный язык не нужен, чтобы есть орехи и другие фрукты, но он отлично подходит для проникновения в узкие отверстия для извлечения вкусных кусочков.
Это особенно верно, когда дятел подключается к бегу муравьев или галерее насекомых.
Фото: Краснобрюхий дятел длинным языком достает пищу
Языки дятла различаются, но большинство из них длинные и узкие, а на кончике есть множество выступающих назад зазубрин. Дятел иногда использует свой язык как копье, проникая в насекомых, а затем вытаскивая их на поверхность, но птица, вероятно, чаще использует его как грабли, продвигая его в отверстия, а затем втягивая.У дятлов также выделяется большое количество липкой слюны, которая покрывает язык, увеличивая их способность ловить насекомых.
Комплекс хрящей и костей под названием подъязычный аппарат поддерживает языки всех позвоночных. У птиц маленькие подъязычные кости и хрящи доходят до кончика языка.
Два рога подъязычной кости, каждый из которых состоит из узких костей и хряща, выступают назад и латерально от основания языка. У большинства птиц рога подъязычной кости заканчиваются по обе стороны от трахеи, но у дятлов они продолжаются дальше назад.
Мышцы, прикрепленные к подъязычной кости, перемещают язык; когда подъязычный аппарат выдвигается вперед, язык разгибается. Чем больше длина подъязычных рогов, тем дальше можно вытянуть язык. Язычок может быть в несколько раз длиннее клюва.
Хранение длинного языка
Проблема с длинным языком в том, где его хранить, когда он не используется. Дятлы придумали креативное решение. Вместо того, чтобы заканчиваться ниже черепа, подъязычные рога продолжаются над задней частью черепа, прямо под кожей, и продолжаются над верхней частью черепа.Затем два рога соединяются, при необходимости вытягиваясь вперед, иногда вставляя в правую ноздрю.
Пушистые, волосатые, краснобрюхие и рыжие дятлы питаются насекомыми и другими организмами, а также фруктами. Птичьи языки имеют среднюю длину и разное количество зазубрин.
Фликеры, которые, вероятно, едят больше муравьев, чем любая другая североамериканская птица, имеют сплющенный язык с несколькими зазубринами и полагаются на липкую слюну для ловли насекомых.
У фликеров самый длинный язык среди наших дятлов, и они часто посещают муравейники, где водят языком по поверхности, как змеи.
Удивительно, но у пестрого дятла относительно короткий язык. Обычно они копают глубоко в деревьях в поисках насекомых, особенно муравьев-плотников, которые, кажется, любят большие птицы. У сапсосов самый необычный язык из всех дятлов: он короткий и заканчивается щетинками, приспособленными для питания соком. Щетинки поглощают сок за счет капиллярного действия.
Sapsuckers обычно бурят аккуратные ряды плотно набитых крошечных колодцев, часто диаметром четверть дюйма.Помимо сока, птицы питаются насекомыми, и особенно смакуют тех, кого привлекают колодцы сока.
Адаптации, предотвращающие повреждение мозга от ударов звуков, хорошо служат дятлам, а их длинные языки позволяют захватывать спрятанные кусочки пищи. Умные приспособления — еще один пример удивительной жизни птиц.
Прочтите сами
Вы можете прочитать исследование, описанное в этой статье, Почему дятлы сопротивляются травмам головы: биомеханическое исследование, в онлайн-журнале с открытым доступом PLoS One.
Узнать больше о дятлах
Почему у пушистого дятла может быть красный цвет на макушке, а не на затылке
Шесть фотографий из семейного альбома Краснобрюхий дятел
Дятел Льюиса добивается защиты среды обитания в Орегоне
Почему обычно черный пушистый дятел может выглядеть серым
Вернется ли Рыжий дятел домой?
Где посмотреть и чем помочь Рыжий дятел
Иллюстрация Дениз Такахаши
Вы сделали снимок, на котором виден язык дятла? Поделитесь им в наших фотогалереях.
Эта статья из колонки Элдона Грейджа «Удивительные птицы» появилась в выпуске BirdWatching за ноябрь / декабрь 2013 года.
Первоначально опубликовано
Читайте нашу рассылку!
Подпишитесь на нашу бесплатную электронную рассылку, чтобы получать новости, фотографии птиц, советы по привлечению и идентификации и многое другое, доставляемое на ваш почтовый ящик.
Почему дятлы не получают повреждения мозга?
Сильно ударишься головой о что-нибудь, и на какое-то время это будет разумно.В худших случаях вы можете получить сотрясение мозга, сломать череп или получить черепно-мозговую травму, которая сделает вас инвалидом или убьет вас (черепно-мозговые травмы составляют почти треть смертей, связанных с травмами в США).
Хорошо, что ты не дятел. Жизнь и средства к существованию этих птиц вращаются вокруг ударов головой о предметы. Если он хочет добраться до прячущегося в коре насекомого, выкопать место для постройки гнезда, захватить немного территории или привлечь помощника, у дятла есть одно простое решение: удариться головой о ствол дерева на скорости, достигающей 13 градусов. 15 миль в час.В среднем за день дятел делает это около 12000 раз, и при этом он, похоже, не причиняет себе вреда и не беспокоится об этом. Это связано с тем, что после миллионов лет такого поведения они разработали специальные головные уборы, предотвращающие травмы головы, мозга и глаз.
Чтобы выяснить, что нужно для предотвращения травм головы дятла, группа китайских ученых изучила черепа и мозг птиц, а также их поведение клевания. Они наблюдали, как дятлы клюют датчики силы, записывая их на высокоскоростные камеры, чтобы они могли видеть удары в замедленном движении и знать, насколько сильным был каждый удар.Они также сканировали головы птиц с помощью рентгеновских лучей и электронного микроскопа, чтобы лучше рассмотреть структуру их костей. Наконец, они раздавили несколько сохранившихся черепов дятла в машине для испытаний материалов и с помощью сканирования построили трехмерные компьютерные модели голов птиц, которые можно было разбить в симуляции.
Когда все было сказано и сделано, и головы виртуального и настоящего дятла были сильно избиты, исследователи обнаружили, что существует несколько анатомических особенностей и других факторов, которые вместе обеспечивают безопасность и здоровье дятла, пока он крысой. -тат-тат день прочь.
Во-первых, череп дятла устроен так, чтобы поглощать удары и минимизировать повреждения.
Кость, которая окружает мозг, толстая и губчатая, в ней находится трабекул и — микроскопические лучеобразные кусочки кости, образующие плотно сплетенную «сетку» для поддержки и защиты. При сканировании ученые обнаружили, что эта губчатая кость у дятлов распределена неравномерно и сосредоточена вокруг лба и задней части черепа, где может действовать как амортизатор.
Подъязычные кости дятла служат дополнительными опорными структурами.У людей подковообразная подъязычная мышца в форме подковы является местом прикрепления определенных мышц горла и языка. Гиоиды дятла выполняют ту же работу, но они намного крупнее и имеют другую форму. Концы «подковы» обвиваются вокруг черепа, а у некоторых видов — даже вокруг глазницы или носовой полости, в конечном итоге соединяясь, образуя своего рода форму перевязи. Исследователи считают, что эта странно выглядящая кость действует как страховочный пояс для черепа дятла, поглощая ударные нагрузки и предохраняя его от тряски, грохота и перекатывания при каждом ударе.
Внутри черепа мозг имеет собственную защиту. Он маленький и гладкий, расположен в ограниченном пространстве, его наибольшая поверхность направлена к передней части черепа. Он не слишком много перемещается, и когда он действительно сталкивается с черепом, сила распространяется на большую площадь. По словам исследователей, это делает его более устойчивым к сотрясениям мозга.
Клюв дятла также помогает предотвратить травмы. Внешний тканевый слой его верхнего клюва длиннее нижнего клюва, что создает своего рода перекус, а костная структура нижнего клюва длиннее и прочнее верхнего.Исследователи считают, что неравномерное строение отвлекает ударный стресс от мозга и вместо этого распределяет его на нижнюю часть клюва и нижнюю часть черепа.
Анатомия дятла предотвращает травмы не только мозга, но и глаз. Другое исследование с использованием высокоскоростной записи показало, что за доли секунды, непосредственно перед тем, как их клюв ударяется о дерево, толстые nictitans дятлов — мембраны под нижним веком, иногда называемые «третьим веком», закрываются.
глаза.Это защищает их от мусора и удерживает их на месте. Они действуют как ремни безопасности, говорит офтальмолог Иван Шваб, автор книги Evolution’s Witness: How Eyes Evolved , и они не дают сетчатке глаза разрываться, а глаз не выскакивает прямо из черепа.
Существует также поведенческий аспект контроля повреждений. Исследователи обнаружили, что дятлы довольно хорошо меняют траекторию клевок. Двигая головой и клювом во время удара, они минимизируют количество раз подряд, когда мозг и череп соприкасаются в одной и той же точке.Более ранние исследования также показали, что траектории ударов, как бы они ни менялись, всегда почти линейны. Голова практически не вращается, а сразу после удара практически не движется, что сводит к минимуму скручивающую силу, которая может вызвать травму.
Ранее в этом году другая группа исследователей из Китая обнаружила, что при всех этих адаптациях 99,7% энергии удара от удара по дереву поглощается телом, но небольшая часть — последние 0,3% — уходит в голова и мозг.
Эта механическая энергия преобразуется в тепло, что вызывает повышение температуры мозга дятла, но птицы, похоже, тоже умеют справляться с этим. Дятлы обычно клюют короткими очередями с перерывами между ними, и исследователи считают, что эти паузы дают мозгу время остыть, прежде чем снова начнется тряска головой и поднимет температуру.
Этот рассказ был первоначально опубликован в 2012 году. Он был дополнен новой информацией в 2014 году.
Могут ли дятлы научить НФЛ предотвращать травмы мозга? | Наука
У пушистых дятлов в мозгу накапливается тау — белок, который также встречается у футболистов с травмами мозга.
Все фотографии Канады / Фото Alamy Stock PhotoКэти Лангин,
Дятлы постоянно бьют головой о деревья с силой, в 10 раз превышающей силу ударов футбольных снастей, но, похоже, они не хуже изнашиваются. Это вдохновило некоторые спортивные компании на моделирование шлемов и шейных воротников головокружительных птиц.Но дятлы все же не застрахованы от травм головы. Новое исследование показывает, что белок, аномальное накопление которого считается признаком повреждения человеческого мозга, также накапливается в мозге дятла. Возникает интригующий вопрос: могут ли недавно обнаруженные «клубки» этого белка, тау, защитить мозг дятла от травм?
Идея дятлов без сотрясения возникла в 1976 году, когда плодотворное исследование, изучавшее участки мозга птиц, не обнаружило никаких признаков травм.По словам Джорджа Фара, нейробиолога из Бостонского университета, это исследование породило «каскад статей» о биомеханике дятлов и их адаптациях к сопротивлению силе. Поскольку в старом исследовании для выявления повреждений мозга использовался устаревший метод окрашивания, он и его коллеги решили повторить работу с технологиями 21 века.
Они попросили несколько музеев предоставить образцы дятлов, мозг которых они могли бы изучить. Их последняя добыча: шесть пушистых дятлов, один желтобрюхий сапсос, один северный мерцанок, один бледноклювый дятел и один линейный дятел.Для сравнения, они также получили пять мозгов от вида, не имеющего головокружения, — от краснокрылого черного дрозда.
После разделения мозга исследователи окрашивали его, чтобы обнаружить потенциально патогенные отложения, такие как тау, который может играть роль в хронической травматической энцефалопатии (ХТЭ) и других нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера. У восьми из 10 мозгов дятла были обнаружены отложения, но у всех дроздов — отрицательные. Более того, отложения были в передней части мозга, в том же месте, где накапливается тау у людей с CTE.
Чтобы выяснить, были ли отложения на самом деле тау-белками, исследователи окрасили все 10 мозгов дятла тау-специфическими антителами. Этот метод не работал с семью мозгами.
Но из оставшихся трех, два дали положительный результат, сообщает сегодня команда в журнале PLOS ONE . Это шокировало Питера Каммингса, невропатолога из Бостонского университета и одного из соавторов Фары. «Я предположил, что у дятлов не было накопления тау в мозгу, как это было у всех в мире научных исследований и в мире спортивного оборудования», — говорит он.
Но это не значит, что у дятлов поврежден мозг. «Все тау-дороги при столкновении с головой не приводят к CTE», — говорит Дуглас Смит, исследователь нейротравмы из Университета Пенсильвании. На самом деле, некоторые тау полезны, потому что белок, который существует внутри клеток, помогает стабилизировать нейроны и сохранять их структуры, сохраняющие форму, нетронутыми. Но травма головы может сместить тау, создавая отложения, которые забивают мозг.
Неясно, сколько тау может накапливаться в мозгу дятла, прежде чем птица начнет вести себя ненормально, говорит Шеннон Хакетт, биолог-эволюционист из Полевого музея в Чикаго, штат Иллинойс.
(Для Хакетт такое исследование носит личный характер: ее сын играет в хоккей.) Каммингс говорит, что также необходима дополнительная работа, чтобы выяснить, является ли тау в мозгу дятла адаптацией для борьбы с травмой головы или у птиц есть способы растворения. избыточные скопления тау. Он отмечает, что у дятлов есть мышцы шеи и структуры черепа, которые защищают их от силы 1200 G, то есть в 1200 раз превышающей силу тяжести, которую они выдерживают во время клевания. «Почему эти адаптации остановились на мозге?»
Если нет, то исследования дятлов могут пролить свет на то, как другие бьющие головой животные защищают себя от травм мозга, и, возможно, вдохновят на новые способы защиты уязвимых игроков Национальной футбольной лиги.
Почему дятел не разбивает себе мозги?
Гигантский дятел (Фото: Wiki Commons) Защита дятла от клеванияВы когда-нибудь видели мерцания или дятла, стучащего по коре, или раздражающе стучащего по жестяной крыше, и задавались вопросом, как вообще они могут это сделать, не забивая себе мозги? В конце концов, эта сила измеряется в 1000 раз больше силы тяжести! Ответ довольно сложный, но вы можете разбить его на несколько простых частей:
Дятлы сидят смешно Если вы когда-нибудь взглянете на дятла на дереве, то заметите, что, прежде чем он начнет бить клювом о кору, он опускает хвост назад о ствол дерева.
Фактически, их хвостовые перья заострены, чтобы позволить им «отдыхать».
Когда дятел сидит вот так, а затем клюет, мышцы его шеи поглощают толчок от клевания головы и передают его в плечи, верхнюю часть туловища, в хвост, а затем обратно в дерево. Это круговое рассеивание энергии.
У дятлов шеи Body BuilderУ дятлов также есть птичий эквивалент шеи, такой как у «Арнольда», с суперсильными мышцами, которые вызовут ревность у культуриста.Эти мышцы шеи также отводят и поглощают удары.
У дятлов шлемы из губчатой костиМозг дятлов защищен костью черепа. Внутри кости черепа довольно много губчатой кости, наслоенной пластинами, которая действует как встроенный в футбольный шлем, защищающий их серое вещество.
Языки дятлов обвивают черепа Возьмите пальцы и нащупайте подъязычную кость, которая находится на стыке горла и линии челюсти, прямо там, где находится трахея.
Вы должны почувствовать, как торчат две маленькие косточки. У нас эта кость используется для прикрепления мышц, которые помогают при глотании и поддерживают язык. В отличие от дятлов, у нас на языке нет костей или хрящей, это просто большая мышца. У дятлов эта кость видоизменена и сделана очень длинной. Он начинается в их двух носовых полостях (как две отдельные кости), где и прикрепляется. Эти кости / мышцы проходят над мозгом, по бокам головы, под нижней челюстью и в рот, где две кости встречаются, образуя язык.
Когда дятел клюет, эти кости языка втягиваются и стабилизируют череп, обеспечивая мышечно-скелетную поддержку. Эта кость также помогает поглощать удары.
У дятлов неправильный прикус Клюв дятла состоит из двух слоев: внутреннего слоя из крепкой и плотной кости и внешнего слоя из более мягкой ткани. Верхний клюв немного длиннее нижнего (птичий прикус), но нижний клюв имеет немного более длинный внутренний слой твердой и плотной кости.
Вот дятел фальшивых Пков поглощения энергии: Если вы положили подъязычный язык кости в эту картину тогда, когда дятел клюет, шок удара проходит от внешнего губчатого материала, в твердую кость поддержки, через подъязычную мышцу, вокруг голова, где она отводится обратно в нижнюю кость длинной челюсти (твердой кости), и язык.
Движение энергии в черепе дятла (Фото: Ask Nature.com). У дятлов длинные мозгиЕсли вы посмотрите на череп дятла, то заметите, что его мозг удлинен.Это удлинение также помогает микропоглощению ударов. Поверхность мозга для поглощения сотрясений больше, чем у относительно округлого мозга человека. По соотношению размера и длины дятлы нас «обыграли».
Гигантский дятел (Фото: Wiki Commons). У дятлов очень мало жидкости в мозгу У большинства животных довольно большое количество жидкости, называемой спинномозговой жидкостью (CBF), окружает их мозг, что позволяет мозгу в некоторой степени «плавать» внутри корпуса мозга.
У дятлов очень мало места между губчатым мозгом и мозгом, поэтому для жидкости не так много места. Это хорошо, потому что без всей жидкости мозг дятла не превратится в яичницу во время клевания и толчка.
Еще один способ, которым дятлы справляются с физическими нагрузками, связанными с клеванием, — это защита своих глазных яблок от выскакивания (в конце концов, они имеют дело с давлением более 1000 г!).У них есть верхнее и нижнее веко, как и у нас, но у них очень толстые. У них также есть третье веко, называемое мигательной перепонкой ( Nictare по-гречески означает мигать), которое движется горизонтально, а не вертикально поперек глаза. Это веко закрывается за миллисекунду до того, как клюв начинает удаляться. Это помогает дятлу удерживать мусор и закрывать глаза. Посмотрите это замедленное видео (извините за подписи), где вы можете увидеть, как дятел закрывает глаза и поглощает удар.
youtube.com/embed/akweH8KBcGM?feature=oembed» frameborder=»0″ allowfullscreen=»»/>
У дятлов есть много действительно интересных приспособлений, которые помогают им не ломать себе голову, когда они клюют. Исследователи обнаружили, что все эти приспособления поглощают до 99,7% шока от ударов! Остается лишь 3%, которые поступают в мозг и голову, что хорошо, если вы птица, которая любит лаять. В следующий раз, когда вы увидите, как дятел колотит по дереву или по вашей крыше, найдите время, чтобы изучить его и поразиться этим удивительным приспособлениям.
.