推翻啄木鳥經典研究 牠們的腦袋也會受傷

by:徽徽
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你有沒有好奇過,為什麼啄木鳥成天「兜兜兜」地啄木,卻不會影響到牠的腦袋瓜呢?根據一份來自波士頓大學的研究,其實啄木鳥啄木的行為依然會影響牠腦中的蛋白質沉積物,這份研究也推翻了先前人們的認知,未來或許能透過這份研究替美式足球員找到防治「慢性創傷性腦病」的方法。

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成天在樹林間「兜兜兜」啄木的啄木鳥,腦袋中出現了和「慢性創傷性腦病」患者相同的異常Tau蛋白沉積物。

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得名自成天啄木

在樹林間「兜兜兜」啄木的啄木鳥,得名自牠的經典行為。1976年,一份頗具影響力的研究顯示,雖然啄木鳥成天啄木啄不停,但牠的腦袋卻沒有明顯受損的跡象。從那時開始,這份 1976年的研究被奉為圭臬,被超過百本期刊引用。

其實會造成傷害

然而,根據美國波士頓大學的一份最新研究,啄木鳥啄木的行為事實上會對牠們的腦袋造成傷害,而研究人員找到的證據和他們從「慢性創傷性腦病」(Chronic Traumatic Encephalopathy,CTE)患者腦中找到的類似。

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在美國芝加哥的田野博物館內,一隻隻啄木鳥遺體被安置在裝滿酒精的罐子中。啄木鳥經過千年的演化,但仍避免不了在啄木時對腦袋產生衝擊。

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找來十隻啄木鳥

為了得到進一步的證據,波士頓大學研究人員找來了 10隻不同種類的啄木鳥,北撲翅鴷(northern flicker)、黃腹吸汁啄木鳥(yellow-bellied sapsucker)都在研究之列,他們也安排了作為對照組的一般鳥類。

出現Tau蛋白沉積物

研究結果顯示,啄木鳥的腦部有不正常的Tau蛋白沉積物,而身為對照組的一般鳥類腦袋則沒有異常。對人類來說,大腦裡不正常的Tau蛋白沉積物是罹患CTE的一大指標,而Tau蛋白沉積物的出現與腦部不斷遭到撞擊有關。

演化千年的結果

先前,人們普遍認為啄木鳥經由演化和環境適應已經發展出夠強壯的頸部肌肉和長舌,足以適應頭部遭到劇烈撞擊產生的影響,然而,新研究指出即使啄木鳥已經出現了上千年,牠們的腦袋仍舊沒有完全適應啄木帶來的衝擊。

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啄木鳥為了覓食、築巢還有對異性展現自己的性吸引力而啄木,牠們啄木的速度大約為每小時 20-24公里,平均每天可以啄木 1萬2,000次。而啄木鳥一直啄木卻不會感到暈眩,也讓不少人開始研究箇中道理,希望能設計出適合美式足球員的頭盔,保護他們在遭到衝撞時不會受傷。

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從啄木鳥到美式足球員

現在,研究人員把重心從啄木鳥身上移到美式足球員。

和美式足球員相比,啄木鳥每次啄木的力道可以高達 1,400G,這大約是美式足球員被擒抱衝撞力道的十倍。目前有不少腦部遭到連續撞擊的美式足球員罹患CTE,但現在要確診僅能靠解剖患者過世後的大腦。

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圖左是正常人的大腦,圖右是CTE患者的大腦。CTE患者的大腦和常人相比,累積了會阻斷神經通路的異常tau蛋白。

Photo: Boston University Center for t

大腦出現異常Tau蛋白

研究人員發現,患者的大腦和常人相比,累積了異常的Tau蛋白,阻礙了神經通路,除了會造成患者的行為改變外,有的患者也會出現認知衰退,像是失憶或失智症。此外,患者也會受焦慮、憂鬱和衝動所苦,甚至出現自殺行為。

現在,有了波士頓大學這份首次研究啄木鳥是否有神經創傷的報告,有可能為CTE的相關研究揭開新的一頁。


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參考資料: 
01 How the brains of woodpeckers might help American football players
02 Bird Brain Damage? Woodpecker Brains Have The Same Protein Found In People With CTE
03 What Do Woodpeckers Getting Brain Damage Have To Do With Football?