Γιατί οι δρυοκολάπτες αντιστέκονται στον τραυματισμό της πρόσκρουσης της κεφαλής;
Οι δρυοκολάπτες δεν αντιστέκονται στις ζημιές συνέπειες των επιπτώσεων στο κεφάλι. τα αποφεύγουν. Βγάλουν σε ταχύτητες από 5,6 έως 7,5 m/s για 10-15 ms. Η εκτιμώμενη δύναμη κορυφής που διατηρεί είναι κάτω από 1.000 g, όπου το G είναι η βαρυτική επιτάχυνση (G =9,81 m/s2). Με τη μέτρηση των ενδοκρανιακών πιέσεων και των κρανιακών επιταχύνσεων σε αναισθητοποιημένους δρυοκολάπτες, αποδείχθηκε ότι οι δυνάμεις επιπτώσεων άνω των 1.250 g (12,2 kPa) είχαν ως αποτέλεσμα σημαντική βλάβη στο κεφάλι, ενώ οι δυνάμεις μέχρι 1.000 g (9.8 kPa) δεν είχαν.
Σε πολύ υψηλές δυνάμεις επιπτώσεων υπάρχει μια μεταβατική κατάσταση "διάσεισης" στην οποία ο εγκέφαλος πιέζεται στο κρανίο (παραμόρφωση του εγκεφάλου), υπάρχει μια σύντομη περίοδος συσκότισης και ο δρυοκολάπτης χάνει τη λαβή του. Η ικανότητα των δρυοκολάπτων να πετάξουν επανειλημμένα για μεγάλα χρονικά διαστήματα χωρίς να υποφέρουν από τραυματισμό απαιτεί ταχεία ανάκαμψη από αυτές τις συνέπειες των επιπτώσεων.
Τα τρία χαρακτηριστικά της ανατομίας και η συμπεριφορά του δρυοκούρι που είναι υπεύθυνα για την πρόληψη (ή την ελαχιστοποίηση) του τραυματισμού της κεφαλής είναι ένα άκαμπτο κρανίο, ένας εγκέφαλος μειωμένη μάζα και μια δράση ταχείας ανάκτησης της υιοθετημένης συσκευής (Εικόνα 1). Το κρανίο είναι άκαμπτο έτσι ώστε να ελαχιστοποιείται οι δυνάμεις που μεταδίδονται στον εγκέφαλο (μείωση του στελέχους). Μεγάλο μέρος της ενέργειας του αντίκτυπου απορροφάται από το κρανίο, το οποίο παραμορφώνεται ελαστικά. Το κρανίο ενισχύεται με ένα πλέγμα από διασταυρωμένο οστικό δοκό, το οποίο είναι ιδιαίτερα καλά αναπτυγμένο στο οπίσθιο τμήμα του κρανίου, πίσω από τον εγκέφαλο (Εικ. 1). Η μάζα του εγκεφάλου των δρυοκολάπτων μειώνεται σε σχέση με τη σωματική μάζα, μειώνοντας την αδρανειακή δύναμη κατά τη διάρκεια της πρόσκρουσης. Το οπίσθιο τμήμα του κρανίου είναι κοίλο, αφήνοντας επαρκή χώρο για να αποσυρθεί η μικρή παρεγκεφαλίδα από μια διαδρομή άμεσης κρούσης μεταξύ του άκρου του λογαριασμού και του κρανίου. Τέλος, η συσκευή υοειδούς του δρυοκολλητή λειτουργεί σαν ένα ενσωματωμένο κράνος συντριβής, με το πρόσθιο τμήμα της γλώσσας τυλιγμένο γύρω από το κρανίο σαν απορροφητής σοκ. Η δράση απορρόφησης του σοκ της συσκευής Hyoid συνδέεται επίσης με την ταχεία ανάκτηση του ράμφους στο τέλος της κρούσης. Αυτή η ενέργεια παρέχει μια αντίθετη δύναμη που αναστρέφει γρήγορα την επιτάχυνση του κεφαλιού και του εγκεφάλου, οδηγώντας τους προς τα εμπρός λίγο πριν ο αντίκτυπος αναγκάζει το κεφάλι προς τα πίσω.
Η κύρια λειτουργία του υοειδούς είναι η συγκράτηση της γλώσσας στο νομοσχέδιο, αλλά ενεργώντας σαν κράνος σύγκρουσης, είναι αποτελεσματικά ένας απορροφητής σοκ (Εικόνα 2). Καθώς η άκρη του νομοσχεδίου χτυπά το ξύλο με δύναμη μέχρι 1.250 g (12,2 kPa), σταματά ξαφνικά, αλλά το κεφάλι συνεχίζει να κινείται προς τα εμπρός. Αυτή η κίνηση συμπιέζει τη συσκευή Hyoid και τον αέρα στον κόλπο, ο οποίος παρέχει τον μηχανισμό μαξιλαριού ενάντια στην πρόσκρουση. Το πρόσθιο άκρο της εύκαμπτης υιοθετημένης συσκευής εκτείνεται προς τα εμπρός ακριβώς πάνω από την οστική πλάκα της άνω γνάθου, παρέχοντας το πρώτο εμπόδιο στον εγκέφαλο όταν ο λογαριασμός έρχεται σε ξαφνική στάση. Η συσκευή υοειδούς συνεχίζεται ως λεπτές οστικές ράβδους που βρίσκονται στο εσωτερικό του κρανίου, φτάνοντας μέχρι το πίσω μέρος του κρανίου. Αυτές οι ράβδοι είναι εγκλεισμένες μέσα στη γλώσσα, η οποία, με τη σειρά του, γεμίζει την επάνω σιαγόνα μέχρι την άκρη του λογαριασμού. Δεν είναι μόνο το ίδιο το hyoid, αλλά ο αέρας που περιβάλλει το υοειδές και τη γλώσσα που παρέχει το "υδραυλικό αποτέλεσμα" που απαιτείται για την πρόληψη του τραυματισμού στο κεφάλι. Στο τέλος της πρόσκρουσης (10-15 ms), οι ελαστικές δυνάμεις που μοιάζουν με ελατήριο του νομοσχεδίου και η δράση ανάκρουσης της συσκευής υοειδούς οδηγούν το ράμφος προς τα εμπρός, καθώς το κεφάλι έχει σπάσει πίσω στη θέση του (Εικ. 2).
Αυτές οι τρεις ειδικές προσαρμογές των δρυοκολάπτων τους επιτρέπουν να πετάξουν με μεγάλη ταχύτητα για να εντοπίσουν τα τρόφιμα σε σάπιο ξύλο χωρίς να καταστρέψουν το μυαλό τους. Ωστόσο, δεν προστατεύουν από τραυματισμούς από συγκρούσεις με σκληρά αντικείμενα, όπως τηλεφωνικά καλώδια και παράθυρα γυαλιού, τα οποία συχνά αποδεικνύονται θανατηφόρα.
