猫头鹰如何学习爪击，最不怕脑震荡的鸟

人的脑袋是不能受到快速冲击和重击的，不然就会晕厥甚至死亡，但有的动物不是这样，比如羊或者鹿之类的动物，它们常常以头部的撞击一较高下，因此也进化出了防止脑震荡的头部结构，而是在所有的动物中，啄木鸟应该是最不怕得脑震荡的动物了，羊和它们比起来要差多了。

啄木鸟每天都用长长的嘴巴敲击树干，从里面捉出虫子来吃，天牛、吉丁虫、透翅蛾、囊虫、象甲、伪步甲、金龟甲、螟蛾、蝽象等害虫都在它的食谱上，所以啄木鸟是一种益鸟，虽然它打洞在树干里栖息，但通常并不影响树木的生长，而且啄木鸟食量大和活动范围广，一对啄木鸟可以消灭几公顷大树林中的大多数树干上的害虫。

啄木鸟在连续敲击树干的时候频率也非常快，常在农村或者树林中呆过的人对啄木鸟连续的敲击声都非常熟悉，那声音就像启动机动车的马达一样，据说每秒钟高达15-20次，比架子鼓手的敲击速度快多了。

如此快的速度和频率，啄木鸟为什么不会脑震荡呢？美国生物学家早在1979年就对此做过研究：加利福利亚的美国科学家May和他的助手训练了一只啄木鸟，并用当时先进的2000帧/秒的高速摄像机摄像记录，发现啄木鸟敲击时的最大速度达到7米/秒，从开始动作到击中树木的时间在8到25毫秒之间，但是又能在击中树木后的短短0.5毫秒时间中将速度减少到零。

更惊人的是，它减速时承受的加速度达到1500g，这是个什么概念呢？要知道航天员所能承受的重力加速度是很大的，但最大也只有10g，就是说那一瞬间相当于有十个人的重量压在身上，这已经很惊人了，而啄木鸟是航天员的150倍，而且是在短短0.5毫秒中必须承受的，这样短的时间承受这样大的加速度，对人来说是不可想象的，这真是动物的肉体所能创造的奇迹。

那么啄木鸟是怎样在这样的条件下还能保证头部不受损伤呢？生物学家们也曾对啄木鸟的头部结构进行研究，发现原来啄木鸟的头骨坚固程度超乎想象，其头骨主要由骨密质和骨松质组成，骨松质在大脑周围，是一层绵状骨骼，内含液体，受到冲击的时候会有缓冲和消震作用。而且啄木鸟的大脑和头骨之间还存在着一层硬脑膜也可以缓冲震荡。而通过对啄木鸟大脑的形状测量后发现，它们的大脑上下尺寸长于前后的尺寸，这就意味着作用在头骨上的力量被更好的分散了。

生物学家还在啄木鸟的头部又发现了一种叫做舌骨的骨骼，而人类只有喉结上方存在这种骨骼，但是啄木鸟的舌骨形状很奇特，其从鸟嘴下面开始一直延续到鼻孔，并占据了一个鼻孔的位置，面积上则分布于头骨的下面和四周，越过头骨顶部向后方包住了大脑后又向前汇合，这样的结构当然也有助于减轻脑部的震荡。

通过发现这样的构造，研究人员们了解了啄木鸟防止脑震荡的机理：当啄木鸟敲击树木时，首先是环绕整个头骨的舌骨结构在最初的冲击中起到缓冲作用，这就好像汽车的安全带起到的作用一样；而由于啄木鸟嘴巴和头部的上下部位不均等，当撞击力从鸟嘴尖传递到骨头的时候，这种结构也削弱了冲击力，并使部分冲击力远离大脑，最后，头骨不同部位的“海绵”构造的层状骨骼能够帮助分散冲击力，大脑周围的硬脑膜也起到了减缓冲击力的作用，经过这多重防护措施，所以啄木鸟敲击树干时就不怕大脑受震荡了。

建筑工人所佩戴的安全帽，以及骑摩托带的头盔等，其防震机理和啄木鸟是部分相同的，但据说是目前全世界最好的头盔和安全帽，乃至一些军用头盔，都是在更好地效仿啄木鸟的头部结构，以求达到最佳的减震效果。这也算是一种仿生学的应用吧。