啄木鳥究竟是如何預防腦損傷的？一種蛋白質成為揭開謎題的關鍵

在橄欖球運動中，擒抱動作的衝擊力足以誘發腦震蕩，但是，啄木鳥「啄擊」樹木一次的力量是這種衝擊力的 10 倍，然而鳥兒們的大腦似乎完全不受影響。這啟發了一些運動裝備公司，他們模擬在鳥身上進行頭盔和護頸試驗。

圖丨啄木鳥頭部透視圖，並未發現大腦損傷

不過，科學家也發現，啄木鳥可能無法避免所有頭部創傷。一項新的研究表明，一種被認為是人類腦損傷標誌的蛋白質異常積聚，也會在啄木鳥腦中發生。那麼，一個有趣的問題就出現：保護啄木鳥腦部免受損傷的是不是這種新發現的蛋白質「纏結」？

啄木鳥不會有腦震蕩的觀點可以追溯到 1976 年，當時一項鳥類腦部的開創性研究顯示，啄木鳥腦部沒有任何損傷的證據。波士頓大學的神經生物學家 George Farah 表示，這項研究激發了一系列關於「啄木鳥生物力學」及「啄木鳥衝擊力的耐受適應（進化）」的論文的誕生。但是，由於之前研究使用了過時的染色方法來揭示腦部的損傷，他和同事們決定用 21 世紀的技術來重做這項研究。

圖 | 絨啄木鳥的頭部積聚了 Tau 蛋白質，這種蛋白質在有腦部創傷的橄欖球運動員腦中也能發現。

他們向幾個博物館索求了啄木鳥標本，並研究它們的大腦。他們最終拿到了 6 只絨啄木鳥，一隻黃腹啄木鳥，一隻北撲翅鴷，一隻淡嘴啄木鳥和一隻細紋黑啄木鳥。為了比較，他們還選擇了 5 只沒有「用頭撞樹」習慣的紅翅黑鸝。

研究人員將這些大腦進行切片後，將其染色，以檢測像 Tau 蛋白質這樣的潛在致病性沉積物，它們可能導致慢性創傷性腦病（CTE）和其他神經退行性疾病（包括阿爾茨海默症）。10 只啄木鳥中有 8 只腦部存在沉積物，但是所有的紅翅黑鸝腦部都沒有沉積物。更重要的是，這些物質都位於大腦的前方，也就是 Tau 蛋白質在慢性創傷性腦病中出現的部位。

為了弄清沉積物究竟是不是 Tau 蛋白質，研究人員用 Tau 蛋白質特異性抗體染色了所有 10 只啄木鳥的大腦。研究小組在學術期刊 PLOS ONE 上發表研究結果，該方法對 7 只啄木鳥大腦沒有效果，但是在剩下的 3 個大腦測試中，兩個測試都是陽性的。這震驚了波士頓大學的神經病理學家 Peter Cummings，他說：「就像從事這類研究和運動裝備領域的每個人一樣，我原以為啄木鳥腦中沒有 Tau 蛋白質積聚。」

但這並不意味著啄木鳥腦部受傷了。賓夕法尼亞大學神經創傷研究員 Douglas Smith 表示，「不是所有的腦內 Tau 蛋白質都會導致 CTE。」事實上，一些 Tau 蛋白質是有益的，因為這種存於細胞內部的蛋白質有助於穩定神經元，並保持其形狀結構完整。但是頭部創傷可以使 Tau 蛋白質發生位移，從而形成阻塞大腦的沉積物。

芝加哥菲爾德自然博物館的進化生物學家 Shannon Hackett 表示，我們還不清楚在鳥類開始表現異常之前，啄木鳥腦中會積累多少 Tau 蛋白質。Cummings 表示，還需要做更多的研究來確定啄木鳥頭腦中的 Tau 蛋白質是不是為了解決頭部創傷進化而來，或者它們是否有辦法解決多餘的 Tau 蛋白質積聚。他指出，啄木鳥在啄木時要承受 1200 Gs 的衝擊力，即重力的 1200 倍，它們的頸部肌肉和顱骨結構可以保護它們抵抗這樣衝擊力。「為什麼這些適應（進化）會停留在腦部呢？」

對啄木鳥的研究或許可以解釋其他「用頭撞擊」的動物是如何保護自己免受腦部創傷的，也許還可以啟發科學家用新的方法來保護「脆弱」的橄欖球運動員。

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