啄木鳥究竟是如何預(yù)防腦損傷的？一種蛋白質(zhì)成為揭開謎題的關(guān)鍵

在橄欖球運(yùn)動(dòng)中，擒抱動(dòng)作的沖擊力足以誘發(fā)腦震蕩，但是，啄木鳥“啄擊”樹木一次的力量是這種沖擊力的 10 倍，然而鳥兒們的大腦似乎完全不受影響。這啟發(fā)了一些運(yùn)動(dòng)裝備公司，他們模擬在鳥身上進(jìn)行頭盔和護(hù)頸試驗(yàn)。

不過，科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)，啄木鳥可能無法避免所有頭部創(chuàng)傷。一項(xiàng)新的研究表明，一種被認(rèn)為是人類腦損傷標(biāo)志的蛋白質(zhì)異常積聚，也會(huì)在啄木鳥腦中發(fā)生。那么，一個(gè)有趣的問題就出現(xiàn)：保護(hù)啄木鳥腦部免受損傷的是不是這種新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)“纏結(jié)”？

? ? ?啄木鳥頭部透視圖，并未發(fā)現(xiàn)大腦損傷

啄木鳥不會(huì)有腦震蕩的觀點(diǎn)可以追溯到 1976 年，當(dāng)時(shí)一項(xiàng)鳥類腦部的開創(chuàng)性研究顯示，啄木鳥腦部沒有任何損傷的證據(jù)。波士頓大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家喬治·法蘭表示，這項(xiàng)研究激發(fā)了一系列關(guān)于“啄木鳥生物力學(xué)”及“啄木鳥沖擊力的耐受適應(yīng)（進(jìn)化）”的論文的誕生。但是，由于之前研究使用了過時(shí)的染色方法來揭示腦部的損傷，他和同事們決定用 21 世紀(jì)的技術(shù)來重做這項(xiàng)研究。

他們向幾個(gè)博物館索求了啄木鳥標(biāo)本，并研究它們的大腦。他們最終拿到了 六只絨啄木鳥，一只黃腹啄木鳥，一只北撲翅鴷，一只淡嘴啄木鳥和一只細(xì)紋黑啄木鳥。為了比較，他們還選擇了 五 只沒有“用頭撞樹”習(xí)慣的紅翅黑鸝。

研究人員將這些大腦進(jìn)行切片后，將其染色，以檢測(cè)像 Tau 蛋白質(zhì)這樣的潛在致病性沉積物，它們可能導(dǎo)致慢性創(chuàng)傷性腦?。–TE）和其他神經(jīng)退行性疾?。òò柎暮ＤY）。10 只啄木鳥中有八只腦部存在沉積物，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(zhì)都位于大腦的前方，也就是 Tau 蛋白質(zhì)在慢性創(chuàng)傷性腦病中出現(xiàn)的部位。

為了弄清沉積物究竟是不是 Tau 蛋白質(zhì)，研究人員用 Tau 蛋白質(zhì)特異性抗體染色了所有 10 只啄木鳥的大腦。研究小組在學(xué)術(shù)期刊 PLOS ONE 上發(fā)表研究結(jié)果，該方法對(duì)七只啄木鳥大腦沒有效果，但是在剩下的三個(gè)大腦測(cè)試中，兩個(gè)測(cè)試都是陽性的。這震驚了波士頓大學(xué)的神經(jīng)病理學(xué)家彼特·克明斯，他說：“就像從事這類研究和運(yùn)動(dòng)裝備領(lǐng)域的每個(gè)人一樣，我原以為啄木鳥腦中沒有 Tau 蛋白質(zhì)積聚。”

? ? ? 絨啄木鳥的頭部積聚了 Tau 蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)在有腦部創(chuàng)傷的橄欖球運(yùn)動(dòng)員腦中也能發(fā)現(xiàn)

但這并不意味著啄木鳥腦部受傷了。賓夕法尼亞大學(xué)神經(jīng)創(chuàng)傷研究員道格拉斯·史密斯表示，“不是所有的腦內(nèi) Tau 蛋白質(zhì)都會(huì)導(dǎo)致 CTE?！笔聦?shí)上，一些 Tau 蛋白質(zhì)是有益的，因?yàn)檫@種存于細(xì)胞內(nèi)部的蛋白質(zhì)有助于穩(wěn)定神經(jīng)元，并保持其形狀結(jié)構(gòu)完整。但是頭部創(chuàng)傷可以使 Tau 蛋白質(zhì)發(fā)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(jìn)化生物學(xué)家 香農(nóng)·哈克特表示，我們還不清楚在鳥類開始表現(xiàn)異常之前，啄木鳥腦中會(huì)積累多少 Tau 蛋白質(zhì)?？嗣魉贡硎?，還需要做更多的研究來確定啄木鳥頭腦中的 Tau 蛋白質(zhì)是不是為了解決頭部創(chuàng)傷進(jìn)化而來，或者它們是否有辦法解決多余的 Tau 蛋白質(zhì)積聚。他指出，啄木鳥在啄木時(shí)要承受 1200 Gs 的沖擊力，即重力的 1200 倍，它們的頸部肌肉和顱骨結(jié)構(gòu)可以保護(hù)它們抵抗這樣沖擊力。“為什么這些適應(yīng)（進(jìn)化）會(huì)停留在腦部呢？”

對(duì)啄木鳥的研究或許可以解釋其他“用頭撞擊”的動(dòng)物是如何保護(hù)自己免受腦部創(chuàng)傷的，也許還可以啟發(fā)科學(xué)家用新的方法來保護(hù)“脆弱”的橄欖球運(yùn)動(dòng)員。（摘自美《深科技》）（編輯/華生）