Китайские ученые выяснили, почему у дятлов не болит голова от 12 тысяч ударов ею в день. С помощью этих исследований инженеры смогут создать каски и шлемы, не отличающиеся по прочности от черепов этих птиц.
Еще в 2002 году американский офтальмолог Иван Шваб обратил внимание на то, что у дятлов не бывает отслойки сетчатки, черепно-мозговых травм и травм спинного мозга. Он выяснил, что кости дятлов обладают губчатой структурой, а нижняя челюсть снабжена хрящевой "прокладкой", смягчающей силу ударов. Кроме того, перед моментом удара мышцы, удерживающие челюсти, за миллисекунду напрягаются, образуя амортизационную подушку и перераспределяя энергию удара так, что она уходит мимо мозга.
Китайские ученые поймали нескольких больших пестрых дятлов – тех самых, которые водятся и в российских лесах, – посадили их в клетки, где снимали на высокоскоростные камеры. Съемки показали, что при ударе дятлы двигают клюв по траектории, которая позволяет им снизить нагрузку на череп. Затем биологи проверили прочность 12 черепов дятлов при помощи машины для испытания материалов. Используя полученные данные, исследователи построили точную компьютерную модель черепа и проанализировали его свойства, устроив виртуальный краш-тест – сталкивая двигающийся череп с твердой стенкой.
Оказалось, что мозг дятла очень плотно упакован в его череп, что помогает птице избежать травм. Кости черепа состоят из мозаики из относительно твердых фрагментов и более мягких "губок", которые гасят колебания при сжатии. Длинная подъязычная кость, опоясывающая заднюю часть черепа птицы, является своеобразным ремнем безопасности, который нейтрализует остаточные колебания.
Верхняя половина клюва птицы несколько короче нижней, приблизительно на 1,2 миллиметра. Такое устройство клюва помогает дятлам добиваться наибольшей силы удара при наименьшей нагрузке на их череп и мозг. Нижняя половинка клюва собирает большую часть вибраций, которые распространяются по нижней, а не верхней части черепа, что уберегает мозг от травмы, сообщает РИА Новости.
Авторы статьи полагают, что их исследование поможет инженерам создать каски и шлемы, не уступающие в прочности черепу дятлов. По статистике, в мире примерно каждый седьмой случай наступления смерти или тяжелой инвалидности вызван травмами головы, отмечает BBC.