„Es gab alle möglichen Sicherheits- und Technologiefortschritte bei Sportgeräten, die auf den anatomischen Anpassungen und der Biophysik des Spechtes basieren, vorausgesetzt, dass sie beim Picken keine Hirnschäden davontragen. Das Seltsame ist, dass sich noch nie jemand das Gehirn eines Spechtes angesehen hat, um zu sehen, ob es irgendwelche Schäden gibt“, sagt Peter Cummings von der Boston University School of Medicine, einer der Autoren der neuen Studie.
Um eine Antwort auf diese Frage zu finden, verwendeten die Forscher Vogelgehirne aus den Sammlungen des Field Museum und des Harvard Museum of Natural History und untersuchten sie auf die Anhäufung eines bestimmten Proteins, das Tau genannt wird.
„Die grundlegenden Zellen des Gehirns sind Neuronen, das sind die Zellkörper, und Axone, die wie Telefonleitungen sind, die zwischen den Neuronen kommunizieren. Das Tau-Protein wickelt sich um die Telefonleitungen – es gibt ihnen Schutz und Stabilität und lässt sie dennoch flexibel bleiben“, erklärt der Hauptautor George Farah, der als Doktorand an der Boston University School of Medicine an der Studie mitgearbeitet hat.
In Maßen können Tau-Proteine bei der Stabilisierung von Gehirnzellen hilfreich sein, aber eine zu große Tau-Ansammlung kann die Kommunikation von einem Neuron zum anderen stören. „Wenn das Gehirn geschädigt ist, sammelt sich Tau an und stört die Nervenfunktion – kognitive, emotionale und motorische Funktionen können beeinträchtigt werden“, sagt Cummings.
Da übermäßiges Tau ein Anzeichen für Hirnschäden beim Menschen sein kann, beschlossen Farah und sein Team, die Gehirne von Spechten auf Tau-Ansammlungen zu untersuchen. Das Field Museum und Harvard stellten den Forschern in Alkohol eingelegte Vögel zur Verfügung – Downy Woodpeckers für die experimentellen Daten und nicht kopfverletzungsanfällige Red-winged Blackbirds als Kontrolle. Die Forscher entfernten dann die Gehirne der Vögel – „Die Gehirne selbst waren gut erhalten, sie hatten eine Textur fast wie Knetmasse“, sagt Farah – und entnahmen hauchdünne Scheiben, weniger als ein Fünftel der Dicke eines Blattes Papier. Die Gehirnscheiben wurden dann mit Silberionen angefärbt, um die vorhandenen Tau-Proteine hervorzuheben.
Das Ergebnis: Die Gehirne der Spechte wiesen eine weitaus größere Ansammlung von Tau-Proteinen auf als die Gehirne der Amseln. Während eine übermäßige Tau-Ansammlung beim Menschen ein Zeichen für eine Hirnschädigung sein kann, weisen die Forscher darauf hin, dass dies bei Spechten möglicherweise nicht der Fall ist. „Wir können nicht sagen, dass diese Spechte definitiv Hirnverletzungen erlitten haben, aber es ist zusätzliches Tau in den Gehirnen der Spechte vorhanden, was, wie frühere Forschungen gezeigt haben, auf Hirnverletzungen hinweist“, sagt Farah.
„Die frühesten Spechte sind 25 Millionen Jahre alt – diese Vögel gibt es schon sehr lange“, sagt Cummings. „Wenn das Picken zu Hirnverletzungen führen würde, warum würde man dieses Verhalten dann noch sehen? Warum sollten evolutionäre Anpassungen vor dem Gehirn halt machen? Es besteht die Möglichkeit, dass das Tau bei Spechten eine schützende Anpassung ist und vielleicht gar nicht pathologisch ist.“
Spechte zeigen also Anzeichen für etwas, das wie eine Hirnschädigung beim Menschen aussieht, aber vielleicht ist es gar nicht so schlimm. Wie auch immer, die Forscher glauben, dass die Ergebnisse der Studie uns Menschen helfen könnten. Zum Beispiel könnte das Wissen über Spechtgehirne dazu beitragen, die Fußballausrüstung für Kinder sicherer zu machen, sagt Cummings. Andererseits stellt er fest: „Wenn die Tau-Akkumulation eine schützende Anpassung ist, gibt es dann etwas, das wir herausfinden können, um Menschen mit neurodegenerativen Krankheiten zu helfen? Die Tür steht weit offen, um herauszufinden, was vor sich geht und wie wir dies auf den Menschen anwenden können.“
Farah merkt an, dass die Studie stark auf die Museumssammlungen angewiesen war, aus denen die Vogelgehirne stammten. „Museen sind Tore zur Vergangenheit und eine Quelle für neue Innovationen“, sagt er. „
Ben Marks, der Leiter der Vogelsammlung des Field Museum, sagte über die Anfrage der Forscher, die Vogelgehirne des Museums zu verwenden: „Wir haben eine der besten Vogelsammlungen der Welt und versuchen immer, die Leute wissen zu lassen, was wir haben, warum wir es haben und wofür es verwendet werden kann. Wir erhalten jedes Jahr mehr als hundert Anfragen für Leihgaben – diese hier stach besonders hervor, weil es sich um einen neuartigen Ansatz handelte, der in der Praxis Anwendung fand. Einige der in dieser Studie verwendeten Exemplare wurden in den 1960er Jahren gesammelt. Unsere Mitarbeiter haben sie über 50 Jahre lang gepflegt, bis sie für diese Studie angefordert und auf eine Weise verwendet wurden, die sich der ursprüngliche Sammler nicht einmal vorstellen konnte.“