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¿Cómo es posible que un pájaro carpintero no sufra conmociones cerebrales?

¿Cómo es posible que un pájaro carpintero no sufra conmociones cerebrales?


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¿Cómo hace un pájaro carpintero para golpear su cabeza contra un árbol sin suicidarse?


Varias características de la anatomía del cerebro, el cráneo y el pico ayudan a lograr la protección.

En 2011 se publicó un artículo en PLoSOne sobre este mismo tema:

Por qué los pájaros carpinteros resisten las lesiones por impacto en la cabeza: una investigación biomecánica

También hay un resumen muy legible en el sitio web de la BBC. Le aconsejo que lea el artículo completo, pero aquí hay una cita que enumera los principales hallazgos:

Las simulaciones del equipo mostraron que tres factores intervinieron para evitar las lesiones de las aves.

En primer lugar, se descubrió que la estructura en forma de bucle del hueso hioides alrededor de todo el cráneo actúa como un "cinturón de seguridad", especialmente después del impacto inicial.

El equipo también descubrió que las mitades superior e inferior de los picos de las aves eran desiguales y, a medida que la fuerza se transmitía desde la punta del pico al hueso, esta asimetría reducía la carga que llegaba hasta el cerebro.

Por último, los huesos en forma de placa con una estructura "esponjosa" en diferentes puntos del cráneo ayudaron a distribuir la fuerza entrante, protegiendo así el cerebro.

El equipo enfatiza que es la combinación de los tres, en lugar de una característica única, lo que mantiene a los pájaros carpinteros picoteando sin lastimarse.


Gibson (2006) identificó tres características que ayudan a los pájaros carpinteros a evitar lesiones cerebrales:

su pequeño tamaño, lo que reduce el estrés en el cerebro para una aceleración determinada

la corta duración del impacto, lo que aumenta la aceleración tolerable

la orientación del cerebro dentro del cráneo, lo que aumenta el área de contacto entre el cerebro y el cráneo.

Combinado con los hallazgos de Wang et al., Tal vez eso tenga seis características.

Gibson, LJ. 2006. Picoteo del pájaro carpintero: cómo los pájaros carpinteros evitan las lesiones cerebrales. Revista de Zoología 270: 462-465


Las razones milagrosas por las que los pájaros carpinteros pueden estrellarse la cara contra los árboles todo el día y nunca sufrir daño cerebral

En este momento, más de 200 especies de pájaros carpinteros de todo el mundo se golpean la cara contra el costado de un árbol sin pensarlo dos veces en lo que este tipo de comportamiento afectará a sus cerebros.

Si bien esta acción sería completamente antinatural y extremadamente peligrosa para los humanos, golpear la cabeza es una habilidad crucial que usan los pájaros carpinteros para obtener comida y refugiarse.

Afortunadamente para sus diminutos cerebros de pájaro, los pájaros carpinteros están diseñados para este tipo de impactos poderosos.

Sus cerebros, cráneos, picos, ojos e incluso sus cuerpos están especialmente diseñados para hacer del pájaro carpintero la máquina perfecta para golpear la cabeza de la naturaleza.


¿Por qué los pájaros carpinteros no sufren daño cerebral?

Golpea tu cabeza muy fuerte con algo, y será inteligente por un tiempo. En el peor de los casos, puede sufrir una conmoción cerebral, fracturarse el cráneo o recibir una lesión cerebral que lo deje incapacitado o lo mate (las lesiones cerebrales traumáticas representan casi un tercio de las muertes relacionadas con lesiones en los EE. UU.).

Menos mal que no eres un pájaro carpintero, entonces. La vida y el sustento de estas aves giran en torno a golpear sus cabezas contra las cosas. Ya sea que quiera atrapar a un insecto escondido en la corteza, excavar un espacio para construir un nido, reclamar un poco de territorio o atraer a un compañero, el pájaro carpintero tiene una solución simple: golpear su cabeza contra el tronco de un árbol a velocidades que alcanzan los 13 a 15 millas por hora. En un día normal, un pájaro carpintero hace esto unas 12.000 veces y, sin embargo, no parece que se lastime ni se moleste en lo más mínimo. Esto se debe a que, después de millones de años de este tipo de comportamiento, han desarrollado un casco especializado para prevenir lesiones en la cabeza, el cerebro y los ojos.

Para averiguar qué implica la prevención del traumatismo craneoencefálico del pájaro carpintero, un equipo de científicos chinos examinó los cráneos y cerebros de las aves y su comportamiento de picoteo. Observaron cómo los pájaros carpinteros picoteaban los sensores de fuerza mientras los grababan con cámaras de alta velocidad para poder ver los golpes en cámara lenta y saber qué tan duro era cada golpe. También escanearon las cabezas de las aves con rayos X y un microscopio electrónico para ver mejor su estructura ósea. Finalmente, aplastaron algunos cráneos de pájaros carpinteros conservados en una máquina de prueba de materiales y, utilizando sus escaneos, construyeron modelos informáticos en 3D de las cabezas de los pájaros para aplastarlos en una simulación.

Cuando todo estaba dicho y hecho y las cabezas de los pájaros carpinteros virtuales y reales habían recibido una paliza, los investigadores encontraron que hay algunas características anatómicas y otros factores que se unen para mantener a un pájaro carpintero seguro y saludable mientras rata-a- tat-tats todo el día.

Primero, el cráneo de un pájaro carpintero está construido para absorber los golpes y minimizar los daños. El hueso que rodea el cerebro es grueso y esponjoso y está cargado de trabéculas, fragmentos de hueso microscópicos en forma de haces que forman una “malla” de tejido apretado para brindar apoyo y protección. En sus escaneos, los científicos encontraron que este hueso esponjoso se distribuye de manera desigual en los pájaros carpinteros y se concentra alrededor de la frente y la parte posterior del cráneo, donde podría actuar como un amortiguador.

Los huesos hioides de los pájaros carpinteros actúan como estructuras de soporte adicionales. En los seres humanos, el hioides en forma de herradura es un sitio de unión para ciertos músculos de la garganta y la lengua. Los hioides de los pájaros carpinteros hacen el mismo trabajo, pero son mucho más grandes y tienen formas diferentes. Los extremos de la "herradura" envuelven todo el camino alrededor del cráneo y, en algunas especies, incluso alrededor de la cuenca del ojo o en la cavidad nasal, y finalmente se unen para formar una especie de cabestrillo. Este hueso de aspecto extraño, piensan los investigadores, actúa como un arnés de seguridad para el cráneo del pájaro carpintero, absorbiendo el estrés del impacto y evitando que se mueva, traquetee y ruede con cada picoteo.

Dentro del cráneo, el cerebro tiene sus propias defensas. Es pequeño y liso, y está colocado en un espacio reducido con su superficie más grande apuntando hacia la parte frontal del cráneo. No se mueve demasiado, y cuando choca con el cráneo, la fuerza se extiende sobre un área más grande. Esto lo hace más resistente a las conmociones cerebrales, dicen los investigadores.

El pico de un pájaro carpintero también ayuda a prevenir traumatismos. La capa de tejido exterior de su pico superior es más larga que la del pico inferior, creando una especie de sobremordida, y la estructura ósea del pico inferior es más larga y más fuerte que la superior. Los investigadores creen que la estructura desigual desvía el estrés del cerebro y lo distribuye a la parte inferior del pico y a las partes inferiores del cráneo.

La anatomía del pájaro carpintero no solo previene lesiones en el cerebro, sino también en los ojos. Otra investigación que utiliza grabaciones de alta velocidad ha demostrado que, en la fracción de segundo justo antes de que sus picos golpeen la madera, los pájaros carpinteros nictitanes—Membranas debajo del párpado inferior de los ojos, a veces llamado “tercer párpado” —cierre sobre los ojos. Esto los protege de los escombros y los mantiene en su lugar. Actúan como cinturones de seguridad, dice el oftalmólogo Ivan Schwab, autor de Testigo de la evolución: cómo evolucionaron los ojos, y evitan que la retina se desgarre y que el ojo salga del cráneo.

También hay un aspecto de comportamiento en el control de daños. Los investigadores encontraron que los pájaros carpinteros son bastante buenos para variar la trayectoria de sus picotazos. Al mover la cabeza y el pico mientras martillean, minimizan el número de veces seguidas que el cerebro y el cráneo hacen contacto en el mismo punto. Investigaciones anteriores también mostraron que las trayectorias de ataque, por mucho que varíen, son siempre casi lineales. Hay muy poca o ninguna rotación de la cabeza y casi ningún movimiento inmediatamente después del impacto, lo que minimiza la fuerza de torsión que podría causar lesiones.

A principios de este año, otro grupo de investigadores en China descubrió que, con todas estas adaptaciones, el cuerpo absorbe el 99,7 por ciento de la energía del impacto al chocar contra un árbol, pero un poco, ese último 0,3 por ciento, va a la cabeza. y el cerebro. Esa energía mecánica se convierte en calor, lo que hace que aumente la temperatura del cerebro de un pájaro carpintero, pero los pájaros también parecen tener una forma de lidiar con eso. Los pájaros carpinteros suelen picotear en ráfagas cortas con descansos intermedios, y los investigadores creen que estas pausas le dan al cerebro tiempo para enfriarse antes de que los golpes en la cabeza comiencen nuevamente y aumente la temperatura.

Esta historia se publicó originalmente en 2012. Se actualizó con nueva información en 2014.


¿Los pájaros carpinteros se están dando a sí mismos daño cerebral?

Los seres humanos pueden sufrir una conmoción cerebral por una fuerza tan baja como 60 G, y si el traumatismo craneoencefálico se produce continuamente a lo largo de los años, por ejemplo, de una carrera como jugador de fútbol americano, pueden producirse lesiones cerebrales permanentes y devastadoras. Pero el humilde pájaro carpintero se inflige fuerzas de más de 1000 G en sí mismo con regularidad, entonces, ¿cómo se protege del daño cerebral? Según un nuevo estudio, no es así.

Los pájaros carpinteros tienen una serie de medidas de seguridad integradas en sus cráneos y cabezas. El pico, el cráneo y otros huesos del pájaro están finamente ajustados para absorber y redirigir los golpes lejos del cerebro, y estos han inspirado diseños de cascos como el Kranium.

"Ha habido todo tipo de avances tecnológicos y de seguridad en los equipos deportivos basados ​​en las adaptaciones anatómicas y la biofísica del pájaro carpintero, asumiendo que no sufren lesiones cerebrales al picotear", dice Peter Cummings, autor del nuevo estudio. "Lo extraño es que nadie ha mirado nunca el cerebro de un pájaro carpintero para ver si hay algún daño".

Entonces, los investigadores decidieron hacer precisamente eso. Estudiaron cerebros de aves en escabeche del Museo Field y el Museo de Historia Natural de Harvard, comparando los cerebros de los pájaros carpinteros con un grupo de control de mirlos de alas rojas, animales similares que no se someten a ese tipo de traumatismo craneal.

Los científicos buscaban una acumulación de proteínas tau en los cerebros del pájaro carpintero. Estas proteínas se pueden encontrar envueltas alrededor de los axones en el cerebro de muchos animales, y en ciertas cantidades sirven para proteger y estabilizar estas frágiles conexiones. Pero en el cerebro humano, una cantidad excesiva de proteínas tau es un signo de daño cerebral, ya que se ha asociado con lesiones que se ven a menudo en jugadores de fútbol y enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Los investigadores tomaron rodajas muy finas del cerebro del pájaro carpintero y del mirlo, luego las tiñeron con iones de plata para resaltar las proteínas tau. Efectivamente, los cerebros de los pájaros carpinteros tenían muchas más proteínas tau que los de los mirlos. Eso puede parecer un caso abierto y cerrado, pero los investigadores advierten que solo porque estas proteínas están asociadas con daño cerebral en humanos, podría no ser lo mismo para las aves. Después de todo, ¿por qué desarrollarían la habilidad si les estaba causando daño?

"Los primeros pájaros carpinteros se remontan a 25 millones de años; estas aves han existido durante mucho tiempo", dice Cummings. "Si el picoteo iba a causar una lesión cerebral, ¿por qué seguiría viendo este comportamiento? ¿Por qué las adaptaciones evolutivas se detendrían en el cerebro? Existe la posibilidad de que la tau en los pájaros carpinteros sea una adaptación protectora y tal vez no patológica en absoluto".

Si ese es el caso, los científicos dicen que una mayor investigación podría eventualmente ayudarnos a desarrollar nuevas formas de proteger el cerebro de lesiones o retrasar la progresión de enfermedades neurodegenerativas.


Centrándose en la prevención

Aunque el laboratorio de Camarillo y otros en el campo están descubriendo que los músculos y ligamentos del cuello podrían no prevenir los tipos de movimiento de la cabeza que provocan conmociones cerebrales, la posición del cuello no es una solución simple. Las posiciones que podrían prevenir las conmociones cerebrales pueden hacer que las personas sean más susceptibles a otras lesiones, como la parálisis, y lo que protege a una persona podría aumentar potencialmente el riesgo de lesión de otra persona involucrada en el mismo impacto.

“Descubrir cuán sensible es la cabeza a cambios leves en la posición tiene implicaciones en el diseño de cascos y otros equipos de protección”, dijo Camarillo. “Por ejemplo, ¿podría la mascarilla en el fútbol ofrecer un brazo de palanca que aumenta la rotación de la cabeza y, por lo tanto, el riesgo de una conmoción cerebral? ¿Los cascos de bicicleta de montaña de descenso protegen la barbilla a costa del cerebro? Esperamos utilizar este modelo que hemos desarrollado para determinar una mejor geometría de diseño de cascos y, potencialmente, como aportación al entrenamiento sobre cómo prepararse para el impacto ”.

En última instancia, Camarillo espera que este tipo de trabajo de modelado pueda ayudar a desarrollar mejores formas de prevenir lesiones en la cabeza.


¿Por qué los pájaros carpinteros Don & # x27t sufren conmociones cerebrales?

Para ayudar a proteger nuestros cerebros grandes y frágiles del trauma durante los deportes, ¿por qué no recurrir a otro animal que voluntariamente rompe su cráneo en objetos sólidos? El pájaro carpintero martilla su pico en los troncos de los árboles doce mil veces al día a quince millas por hora. Al hacerlo, perfora nidos, encuentra sabrosos insectos y no se da (hasta donde uno puede decir) daño cerebral. ¿Cuál es su secreto?

Lizhen Wang, de la Universidad de Beihang en Beijing, dirigió un estudio para descubrir qué hace que el pájaro carpintero sea tan resistente. El equipo utilizó Dendrocopus major, el gran pájaro carpintero manchado, que es común en China. A modo de comparación, también estudiaron la abubilla euroasiática, * un pariente que picotea suelo blando en lugar de madera.

Con las aves enjauladas, los investigadores utilizaron cámaras de alta velocidad para registrar sus movimientos de picoteo y sensores para medir la fuerza con la que las aves golpeaban la jaula de metal o un trozo de espuma. También tomaron escaneos detallados de las aves y cráneos # x27, examinándolos a un nivel microscópico. Después de probar mecánicamente piezas de cráneo y pico de pájaro carpintero, los investigadores utilizaron esos resultados para crear un modelo informático de la cabeza de un pájaro carpintero. Luego, aplastaron virtualmente la cabeza del modelo contra el tronco de un árbol, modificando diferentes parámetros y observando los efectos.

"Un razonamiento simple indicaría que si los pájaros carpinteros tuvieran dolores de cabeza, dejarían de picotear", escribe Wang. El interés de los investigadores no era solo prevenir los dolores de cabeza, por supuesto, sino también la discapacidad y la muerte que pueden acompañar a los duros golpes de cabeza en los seres humanos. Las organizaciones deportivas han comenzado a reconocer el peligro de las conmociones cerebrales repetidas, especialmente las que siguen de cerca a las anteriores. En 2009, la NFL cambió sus reglas sobre qué tan pronto los jugadores con una conmoción cerebral pueden regresar a un juego. Pero incluso sin conmociones cerebrales graves, los golpes repetidos en la cabeza pueden provocar encefalopatía traumática crónica (CTE), una enfermedad degenerativa del cerebro que puede provocar demencia y cambios en la personalidad. Los propios atletas también se están volviendo cautelosos con la CTE. El exjugador de la NFL Dave Duerson lo ilustró brutalmente a principios de este año, cuando se suicidó pegándose un tiro en el pecho para que los médicos pudieran examinar su cerebro en busca de CTE. (Lo encontraron.)

Algo de lo que Wang encontró en los pájaros carpinteros no es de utilidad inmediata para los atletas. Por ejemplo, parte de la robustez del pájaro carpintero proviene del hueso hioides, una ingeniosa estructura en forma de cabestrillo que se extiende desde la parte superior de la cabeza a través del cráneo hasta la cavidad nasal. Este hueso (letra b a continuación) solo existe en pájaros carpinteros. Además, el pico del pájaro carpintero, con sus partes superior e inferior desiguales, está calibrado para absorber gran parte del golpe.

Los seres humanos podemos insertar muy bien huesos estabilizadores detrás de la cara o picos que absorben un impacto como la parte delantera de un automóvil. Pero los hallazgos sobre los huesos del cráneo del pájaro carpintero y # x27s podrían ser más útiles. En comparación con la abubilla, el cerebro del pájaro carpintero está empaquetado de forma apretada en un hueso denso. El cráneo de la abubilla contiene más hueso esponjoso, un material de aspecto aireado hecho de ramas que rodean bolsas de espacio. El hueso esponjoso del pájaro carpintero tiene menos espacio en su interior y parece comprimido, como láminas de hueso apiladas unas sobre otras. El cráneo del pájaro carpintero está acolchado preferentemente con este hueso esponjoso en la frente y la parte posterior del cráneo.

Si podemos incorporar parte de la tecnología desarrollada por el pájaro carpintero en futuros cascos, es posible que podamos protegernos mejor de las actividades recreativas que amenazan nuestro cerebro, desde los deportes de campo hasta el ciclismo. Podemos ser la especie más cerebral, pero el cerebro de pájaro mejor protegido podría ayudarnos a mantenernos con vida.

* Punto de interés lingüístico: & quothoopoe & quot es del latín upapa, una imitación de la llamada del pájaro & # x27s.


¿Por qué los pájaros carpinteros Don & # 039t sufren conmociones cerebrales?

. para los pájaros carpinteros peludos, "pájaro carpintero" no es solo una descripción, es un estilo de vida. Aproximadamente el 45 por ciento de sus alimentos se obtienen de la perforación de árboles. Un pájaro carpintero peludo macho puede picotear hasta 190 golpes por minuto al excavar un nido. Eso es aproximadamente 1/7 de la velocidad de un martillo neumático, que opera a aproximadamente 1300 golpes por minuto.

El sol de media mañana se filtra a través de los pinos ponderosa mientras sigo un camino de ciervos a través del bosque. Mi caminar es interrumpido por un "thunk" sincopado. thunk thunk ”cerca. No toma mucho tiempo localizar la fuente: un pájaro carpintero peludo macho, Picoides villosus, en una ponderosa medio muerta. [Picoides es del latín picus, que significa pájaro carpintero, y villosus es del latín peludo o peludo.] El vientre del pájaro es blanco y su cabeza está envuelta con tres franjas negras (gorra, línea de ojos y bigote) desde el pico hasta el rojo. parche en la parte posterior de la cabeza. Sus alas negras tienen pequeñas manchas blancas a lo largo de la pluma de vuelo. De algún lugar cercano llega un repiqueteo resonante, como un tatuaje en un pequeño tambor, otro tambor de pájaro carpintero. El pájaro carpintero que estoy viendo está demasiado concentrado en el desayuno para escuchar el mensaje. Mientras lo veo golpear, me asalta una pregunta: si se pasa todo el día golpeándose la cabeza contra un árbol, ¿por qué no tiene una conmoción cerebral?

Esto es aún más desconcertante cuando te das cuenta de que para los pájaros carpinteros peludos, "pájaro carpintero" no es solo una descripción, es un estilo de vida. Aproximadamente el 45 por ciento de sus alimentos se obtienen de la perforación de árboles. También ahuecan sus propias cavidades de anidación en lugar de hacerse cargo de los agujeros existentes. Un pájaro carpintero peludo macho puede picotear hasta 190 golpes por minuto al excavar un nido. Eso es aproximadamente 1/7 de la velocidad de un martillo neumático, que opera a aproximadamente 1300 golpes por minuto. Los pájaros carpinteros también utilizan la batería para comunicarse en lugar de cantar. Este rollo largo y vibrante se produce al picotear rápidamente una superficie con buenas cualidades de sonido, como un árbol hueco. Los machos y las hembras utilizan los tambores para llamar a un compañero, declarar territorio y amenazar a los intrusos. A veces, las parejas reproductoras incluso tocarán dúos para fortalecer su vínculo. Entonces, con todos estos golpes de cabeza, ¿por qué el suelo del bosque no está lleno de pájaros carpinteros?

La respuesta tiene que ver con el tamaño y la forma del cráneo del pájaro carpintero.

A veces, los pájaros carpinteros peludos solo usan sus cuellos para picotear, que es un movimiento lineal. En este caso, solo tienen que preocuparse por la fuerza del impacto. Pero si quieren un golpe más fuerte, flexionan la espalda para usar todo el peso de su cuerpo y su cabeza se mueve en un arco. El movimiento de arco es exactamente el tipo de movimiento que es más probable que cause una conmoción cerebral. Para evitar lesiones por estos dos tipos de movimiento, el nombre del juego es distribuir la fuerza y ​​mantener el cerebro firmemente en su lugar. La primera protección que tiene el pájaro carpintero es simplemente el tamaño: cuanto más pequeño es el cerebro, más fuerte es la fuerza necesaria para causar una lesión. Literalmente, ser un cerebro de pájaro es una protección contra las conmociones cerebrales. En segundo lugar, el cráneo del pájaro carpintero está hecho de un hueso denso pero esponjoso que encierra firmemente el cerebro. Como un casco de bicicleta ajustado, el hueso esponjoso actúa como un cojín durante los impactos lineales.

Sin embargo, el tamaño por sí solo no explica por completo que los pájaros carpinteros peludos no pierdan el conocimiento durante esos arcos, golpes de cuerpo entero. Aquí es donde entra en juego la forma del cráneo. En parpadeos, pájaros carpinteros que buscan alimento en el suelo, la cavidad cerebral es bastante redonda. Pero en los pájaros carpinteros peludos, la cavidad cerebral es más oblonga. La forma oblonga del cráneo proporciona más apoyo al cerebro para que no gire durante un movimiento de arco. El pájaro carpintero peludo puede golpear un árbol tan fuerte como quiera y no pasar medio día inconsciente en el suelo del bosque.

Pero eso no es todo. Los cráneos y picos del pájaro carpintero peludo están diseñados para trabajar juntos para evitar que el impacto de un golpe llegue incluso al cerebro. [El pico en sí es recto, en comparación con la ligera curva de un parpadeo.] El pico de un peludo también es más ancho en la base en comparación con su longitud que el pico de un parpadeo, lo que permite que la fuerza se disipe a través de un área ligeramente más grande del cráneo. . Incluso la posición del pico superior ayuda a desviar el efecto de los impactos. Se alinea perfectamente con la base de la cavidad cerebral para que la fuerza se pueda transferir directamente al hueso que conduce a la parte posterior del cráneo, sin pasar por el cerebro por completo.

El pequeño pájaro carpintero peludo que estoy viendo no parece en absoluto preocupado por la estructura del cráneo y las lesiones en la cabeza. Está concentrado en el segundo plato de desayuno. Vuela hacia un árbol muerto y comienza a subir por el costado, golpeando a medida que avanza.

Los cambios en nuestro horario de transmisión de fin de semana significan que el 1 de septiembre de 2019 fue la transmisión final del domingo de "Fieldnotes". Escuche en la radio los martes y viernes alrededor de las 4:54 pm.


Los pájaros carpinteros muestran signos de posible daño cerebral, pero eso podría no ser algo malo

Las especies de pájaros carpinteros analizadas en este estudio. Crédito: (c) Arlene Koziol, The Field Museum

Con los pájaros carpinteros, la respuesta está en la pregunta: fieles a su nombre, picotean madera. Y cuando lo hacen, picotean con fuerza; con cada picoteo, el pájaro sufre una fuerza de 1.200 a 1.400 g. En comparación, una fuerza miserable de 60 a 100 g puede provocar una conmoción cerebral en un ser humano. El hecho de que un pájaro carpintero pueda sufrir catorce veces sin lastimarse ha llevado a los fabricantes de cascos a modelar sus diseños alrededor de los cráneos de estas aves. Sin embargo, un nuevo estudio en MÁS UNO complica esta historia al mostrar que los cerebros de los pájaros carpinteros contienen acumulaciones de una proteína asociada con el daño cerebral en los seres humanos.

"Ha habido todo tipo de avances tecnológicos y de seguridad en el equipamiento deportivo basados ​​en las adaptaciones anatómicas y la biofísica del pájaro carpintero, asumiendo que no sufren lesiones cerebrales por picotear. Lo extraño es que nadie ha mirado nunca el cerebro de un pájaro carpintero para ver si hay algún daño ", dice Peter Cummings de la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston, uno de los autores del nuevo estudio.

Para encontrar la respuesta a esta pregunta, los investigadores utilizaron cerebros de aves de las colecciones del Museo Field y el Museo de Historia Natural de Harvard y los examinaron en busca de acumulación de una proteína específica, llamada tau.

"Las células básicas del cerebro son las neuronas, que son los cuerpos celulares, y los axones, que son como líneas telefónicas que se comunican entre las neuronas. La proteína tau envuelve las líneas telefónicas; les brinda protección y estabilidad mientras las deja permanecer. flexible ", explica el autor principal George Farah, quien trabajó en el estudio como estudiante de posgrado en la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston.

Con moderación, las proteínas tau pueden ser útiles para estabilizar las células cerebrales, pero una acumulación excesiva de tau puede interrumpir la comunicación de una neurona a otra. "Cuando el cerebro está dañado, la tau acumula y altera la función nerviosa; la función cognitiva, emocional y motora puede verse comprometida", dice Cummings.

Pájaros carpinteros conservados en alcohol en el Museo Field. Crédito: (c) Museo Field

Dado que el exceso de tau puede ser un signo de daño cerebral en humanos, Farah y su equipo decidieron examinar los cerebros de los pájaros carpinteros para detectar la acumulación de tau. El Field Museum y Harvard prestaron a los investigadores especímenes de aves encurtidos en alcohol: Downy Woodpeckers para los datos experimentales y Blackbirds no propensos a lesiones en la cabeza como control. Luego, los investigadores extrajeron los cerebros de las aves ("Los cerebros mismos estaban bien conservados, tenían una textura casi como arcilla de modelar", dice Farah) y tomaron rodajas increíblemente finas, menos de una quinta parte del grosor de una hoja de papel. Los cortes de tejido cerebral se tiñeron luego con iones de plata para resaltar las proteínas tau presentes.

El veredicto: los cerebros de los pájaros carpinteros tenían mucha más acumulación de proteína tau que los cerebros de los mirlos. Sin embargo, aunque la acumulación excesiva de tau puede ser un signo de daño cerebral en los seres humanos, los investigadores señalan que este podría no ser el caso de los pájaros carpinteros. "No podemos decir que estos pájaros carpinteros definitivamente sufrieron lesiones cerebrales, pero hay tau adicional presente en el cerebro de los pájaros carpinteros, que investigaciones anteriores han descubierto que es indicativo de una lesión cerebral", dice Farah.

"Los primeros pájaros carpinteros se remontan a 25 millones de años; estas aves han existido durante mucho tiempo", dice Cummings. "Si el picoteo iba a causar una lesión cerebral, ¿por qué seguiría viendo este comportamiento? ¿Por qué las adaptaciones evolutivas se detendrían en el cerebro? Existe la posibilidad de que la tau en los pájaros carpinteros sea una adaptación protectora y tal vez no patológica en absoluto".

Entonces, los pájaros carpinteros muestran signos de lo que parece un daño cerebral en los humanos, pero puede que no sea algo malo. De cualquier manera, los investigadores creen que los resultados del estudio podrían ayudarnos a los humanos. Por ejemplo, el conocimiento sobre los cerebros de los pájaros carpinteros que podría ayudar a que el equipo de fútbol sea más seguro para los niños, dice Cummings. Por otro lado, señala, "si la acumulación de tau es una adaptación protectora, ¿hay algo que podamos elegir para ayudar a los humanos con enfermedades neurodegenerativas? La puerta está abierta para descubrir qué está pasando y cómo podemos aplicar esto a los humanos. . "

Algunos de los pájaros carpinteros utilizados en este estudio, en las colecciones del Field Museum. Crédito: (c) Museo Field

Farah señala que el estudio se basó en gran medida en las colecciones del museo de las que provenían los cerebros de las aves. "Los museos son puertas de entrada al pasado y una fuente de nueva innovación", dice. "El papel de los museos en este proyecto fue inmenso; no podríamos haber hecho nuestro estudio con un solo pájaro carpintero".

Ben Marks, Gerente de Colecciones de Aves del Field Museum, dijo sobre la solicitud de los investigadores de utilizar los cerebros de aves del Museo: "Con una de las mejores colecciones de aves del mundo, siempre estamos tratando de que la gente sepa lo que tenemos, por qué tenemos y para qué se puede utilizar. Recibimos más de cien solicitudes de préstamos de muestras cada año; esta se destacó porque era un enfoque novedoso que tenía aplicaciones en el mundo real. Algunas de las muestras utilizadas en este estudio se recolectaron en el 1960. Nuestro personal los cuidó durante más de 50 años antes, hasta que fueron solicitados para este estudio y utilizados de una manera que el coleccionista original ni siquiera podía imaginar ".


Especies de pájaros carpinteros de los Estados Unidos: una lista de fotografías de todas las especies nativas

Excluyendo las especies vagabundas, 23 especies de pájaros carpinteros son nativas de los Estados Unidos (consulte la lista a continuación). Aunque varían en forma y hábito, la mayoría de estas aves están muy extendidas y se pueden encontrar con relativa facilidad.

Si bien una cantidad significativa de especies de pájaros carpinteros mantienen poblaciones saludables, ninguna está libre de amenazas humanas, que van desde la pérdida de hábitat hasta pesticidas dañinos. Estos peligros ya han demostrado ser desastrosos para dos de los pájaros carpinteros más grandes de América del Norte, el pico de marfil y el imperial de México, que casi con certeza están extintos. Otros, como los Lewis & # 39s y el pájaro carpintero de cresta roja, han sufrido declives a gran escala y ahora se benefician de intensos esfuerzos de conservación.

American Bird Conservancy y otras organizaciones de conservación están ayudando a las especies de pájaros carpinteros en peligro mediante la conservación de hábitats críticos, mejorando las prácticas de manejo de la tierra y educando a los propietarios sobre la importancia de la conservación de los bosques.


Los pájaros carpinteros muestran un posible daño cerebral como el de los jugadores de fútbol

Cuando se trata de headbangers, ningún fan de Black Sabbath vivo puede superar a un pájaro carpintero. Imagínese golpear su cabeza contra un árbol a 15 millas por hora, con una frecuencia de hasta 20 veces por segundo, miles de veces al día, todos los días. Esa es la vida del pájaro carpintero. A veces, los pájaros carpinteros perforan los árboles para picar insectos que se han aburrido debajo de la corteza. Otras veces excavan cavidades profundas en los árboles en los que anidan. Algunas especies tallan cubículos en los troncos de los árboles para guardar bellotas. En 2015, un ornitólogo filmó a un pájaro carpintero del desierto mientras picoteaba los cráneos de los polluelos de las palomas de luto para comerse el cerebro de sus bebés.

Los pájaros carpinteros, a pesar de todo este martilleo, parecen estar bien. Los fósiles sugieren que las aves han existido durante 25 millones de años sin conmoverse hasta la extinción. Esto ha llevado a sospechar que las aves no sufren heridas en la cabeza. Los pájaros carpinteros pueden ser lo más parecido que tienen los neuropatólogos, expertos en traumatismos cerebrales, a un animal heráldico. (El neurocirujano de Illinois Julian Bailes, interpretado por Alec Baldwin en la película "Concussion", le dijo a Forbes que tiene un esqueleto de pájaro carpintero en su oficina).

Sin embargo, un nuevo informe sobre el tejido cerebral del pájaro carpintero plantea la posibilidad de que las aves sufran algunas consecuencias. Tal vez los pájaros carpinteros se comporten bien. Pero, para sorpresa de los científicos, tienen acumulaciones de proteínas en sus cerebros que se asemejan a las que se encuentran en los atletas con traumatismo craneal.

"En realidad, nadie ha examinado el cerebro de un pájaro carpintero para ver si tiene algún problema neurológico", dijo Peter Cummings, neuropatólogo de la Universidad de Boston y quien se describe a sí mismo como "papá del fútbol". Cummings colaboró ​​con otros dos científicos de la Universidad de Boston: el anatomista Don Siwek (que murió en diciembre) y el neurobiólogo George Farah, quien realizó la mayor parte del trabajo de laboratorio.

Farah obtuvo aves muertas del Museo de Zoología Comparativa de Harvard y del Museo Field de Chicago. "Estuvimos felices de proporcionar los especímenes", dijo el biólogo evolutivo del Field Museum Ben Marks. Las aves fueron "encurtidas", dijo, inyectadas con formalina y almacenadas en frascos de alcohol durante, en algunos casos, 60 años. "La gente ha examinado los cerebros desde que la gente ha recolectado pájaros", dijo Marks. Pero esta solicitud fue "un poco diferente".

En la Universidad de Boston, Farah extrajo los cerebros de las aves y las seccionó en rodajas finas como el papel para examinarlas con un microscopio. Examinó 10 pájaros carpinteros. Cinco mirlos de alas rojas, que no golpean la cabeza contra los árboles, proporcionaron las muestras de control.


Ver el vídeo: Tutorial, como alimentar a un pájaro carpintero (Febrero 2023).