啄木鸟为什么不得脑震荡?说起这个问题,良多人的记忆都停留在童年浏览的《十万个为什么》上,但真能说明清其中奇妙的,却并没有几人。   

  然而,上个月,北京航空航天大学博士生王丽珍的论文胜利发表在国际有名学术期刊《Plos one》(美国国度公共藏书楼综合版)上,对这个问题从学术的角度进行懂得析,引起数十家海外媒体的关注。

  王丽珍从啄木鸟的喙、舌骨和颅骨特殊结构3慷慨面对此进行了论述,并对其将来的相干运用做了瞻望。本报记者对她进行了专访,揭秘实验过程。

  起因

  研究啄木鸟  减少人类损害

  北京航空航天大学生物与医学工程学院博士生王丽珍今天告知记者,由于本人的研究方向是生物力学跟力学生物学,早在2008年,她就将博士论文定在研讨人体伤害范畴。

  王丽珍的导师、北航生物与医学工程学院院长樊瑜波提出:“对于脑部常常遭遇冲击的啄木鸟,为什么不把对它的研究和人体损伤联合起来?”

  在樊瑜波看来,啄木鸟啄树给它头部带来的冲击力,远远超过了各类事变中人类头部所受的冲击,并且这个进程它每天要反复10000次。

  啄木鸟的“平安无事”应当能给人类带来很大启发,通过对内部原因的探究,也能够更好地意识人体损伤时的生物力学机理,进步防护办法。

  王丽珍采用了导师的倡议,“啄木鸟为什么不得脑震荡”这个在小学便碰到的问题,最终成为了她的博士毕业论文标题。

  但王丽珍不想到,从这之后的两年多时光,自己的生涯会完整缭绕着啄木鸟啄木时那个瞬间开展。

  啄木鸟不得脑震荡原因示用意及利用

  原因1:

  高低喙不等长

  下喙承载局部比上喙长1.2毫米且更坚挺

  原因2:舌骨特殊

  舌骨自喙下侧开端,分左右岔绕到颅骨后侧,并在前额前方再度交会

  海绵状结构

  转变受力点

  作用:撞击时应力可集中于下颚,避免撞击力传导到脑部造成脑损伤

  依据啄木鸟舌骨结构设计的汽车座椅

  作用:特别的舌骨似乎是“保险带”,有效地防止了颈椎受伤危险

  应用: 通过改变发生碰撞时交通设施的受力点,避免冲击力被传导到驾驶室等职员所在的地位

  应用:以此设计交通设施的座椅,到达维护乘客颈部和头部的作用,避免在产生碰撞时颈椎受伤

  起因3:颅骨有“弹性”

  Micro-CT扫描显示,啄木鸟颅骨有不同于其它鸟类的海绵状的骨小梁,可使颅骨更有“弹性”

  应用: 啄木鸟颅骨特殊的密度结构,可应用于资料的设计制造上,使交通设施的材质更便于接收冲击力

  作用:可有效地缓触犯击

  制图/李铭

  实验 

  走遍鸟市  才找到一只受伤啄木鸟

  依照王丽珍和导师的假想,论文的实验首先要用高速摄像机录下啄木鸟啄木的那个瞬间,之落后行数据分析,再输入电脑中的数学模型中。

  通过对参数和反映剖析,来研究“啄木鸟不得脑震动”的真正神秘。

  这样一个方案,重要义务就是找一只真正的啄木鸟来。让王丽珍始料不迭的是,这一找就是半年。

  “你要买啄木鸟?对不起,我这儿没有。”从2008年10月到2009年3月,王丽珍简直走遍了北京所有的鸟市lv2012女王新款目錄。最后,仍是在已经去了不晓得多少次的官园,找到了一只受伤后获救的啄木鸟。

  把啄木鸟带回实验室后,新的问题随之发生。因为不适应新环境,别说实验须要的啄木头,小家伙在笼子中甚至都勤得动一下。

  试验楼里来了只啄木鸟,楼上楼下的同窗都来看新颖。但王丽珍自己可没这份心境,她天天从早到晚守在笼子边,恐怕出什么意外。

  夜里12点分开,早上6点就到,王丽珍成了实验楼最晚离开、最早到来的那个人。直到两周后,啄木鸟从新恢复了活力,开始在笼中往返踱步。

  两台摄像机  一秒拍2000张照片

  进入实验实际操作阶段,对王丽珍的考验还在继承。

  两台高速摄像机,从不同角度拍摄啄木鸟啄木的霎时,一秒钟就被分解成2000张照片。

  但啄木鸟啄木的速度同样奇快无比,王丽珍一不警惕,按键的速度稍慢了,她所需要的瞬间图片就昙花一现。

  就这样,近三个月的时间里,王丽珍在实验室一直重复着按键、拍摄、再按键、再拍摄的这个过程。

  最终,王丽珍应用活动生物力学观测、解剖状态学等方式全面分析了啄木鸟撞击树干的过程后发明,啄木鸟头部特殊的构造和材质有效地辅助它缓解了啄木给头部带来的冲击力。

  详细来说,下喙比上喙长、舌骨特殊、颅骨浮现海绵状这三大特点让啄木鸟免受脑震荡之伤。

  成果

  论文发表  收到路透社采访函

  今年4月,经由十屡次的修正,王丽珍最终将论文投给了国外著名学术期刊《Plos one》(美国国家公共图书馆综合版),7月初,杂志的初审看法反馈回来:“这是一个业界的闪光点,会引起许多有趣的工作。”

  9月底lv官方網,杂志社发来告诉,王丽珍的论文已被采取。没过几天,又是一封邮件,盼望王丽珍能供给一些实验时的图片,她的这篇论文已被选为当期杂志的封面。

  王丽珍告诉记者,论文10月26日发表后,她的邮箱登时塞满了包含路透社、BBC、《纽约时报》等多少十家媒体发来的采访函,王丽珍和她的啄木鸟走上了世界各大媒体的版面。

  远景

  细化研究  最终投入实际生产产品

  “对啄木鸟头部抗冲击的生物力学机制的深刻研究将有助于交通事故、航空救生等领域对人体头部冲击性损伤机制的认识及对防护措施、装备的改良。”樊瑜波说lv2012官方kason新款目錄

  王丽珍表现,在今后的一两年时间里,她还将持续该领域的研究。终极的目的是将这次对“啄木鸟”的研究结果构成详细的防护产品设计计划,与企业配合,投入实际出产中。

  文/实习生 刘汨 记者 兰艺云

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