„Były wszelkiego rodzaju bezpieczeństwa i postępu technologicznego w sprzęcie sportowym w oparciu o anatomicznych adaptacji i biofizyki dzięcioła zakładając, że nie dostać uraz mózgu od dziobania. Najdziwniejsze jest to, że nikt nigdy nie spojrzał na mózg dzięcioła, aby zobaczyć, czy są jakieś uszkodzenia”, mówi Peter Cummings z Boston University School of Medicine, jeden z autorów nowego badania.
Aby znaleźć odpowiedź na to pytanie, naukowcy wykorzystali mózgi ptaków ze zbiorów Field Museum i Harvard Museum of Natural History i zbadali je pod kątem nagromadzenia specyficznego białka, zwanego tau.
„Podstawowymi komórkami mózgu są neurony, które są ciałami komórek, oraz aksony, które są jak linie telefoniczne, które komunikują się między neuronami. Białko tau owija się wokół linii telefonicznych – zapewnia im ochronę i stabilność, jednocześnie pozwalając im zachować elastyczność”, wyjaśnia główny autor George Farah, który pracował nad badaniami jako absolwent Boston University School of Medicine.
W umiarkowanych ilościach, białka tau mogą być pomocne w stabilizacji komórek mózgowych, ale zbyt duża ilość tau może zakłócić komunikację z jednego neuronu do drugiego. „Kiedy mózg jest uszkodzony, tau gromadzi się i zakłóca funkcje nerwowe – funkcje poznawcze, emocjonalne i motoryczne mogą być zagrożone” – mówi Cummings.
Ponieważ nadmierna ilość tau może być oznaką uszkodzenia mózgu u ludzi, Farah i jego zespół postanowili zbadać mózgi dzięciołów pod kątem gromadzenia się tau. Muzeum Fielda i Harvard pożyczyły badaczom próbki ptaków marynowanych w alkoholu – Downy Woodpeckers dla danych eksperymentalnych i nie podatne na urazy głowy Red-winged Blackbirds jako kontrolę. Następnie badacze usunęli mózgi ptaków – „Same mózgi były dobrze zachowane, miały teksturę prawie jak glina do modelowania”, mówi Farah – i pobrali niezwykle cienkie plasterki, mniej niż jedna piąta grubości kartki papieru. Plastry tkanki mózgowej zostały następnie zabarwione jonami srebra, aby uwidocznić obecne w nich białka tau.
Werdykt: mózgi dzięciołów miały znacznie większą akumulację białek tau niż mózgi kosów. Jednakże, podczas gdy nadmierne nagromadzenie tau może być oznaką uszkodzenia mózgu u ludzi, badacze zauważają, że może to nie dotyczyć dzięciołów. „Nie możemy powiedzieć, że te dzięcioły na pewno doznały urazów mózgu, ale w mózgach dzięciołów jest obecne dodatkowe tau, co jak wynika z wcześniejszych badań świadczy o urazie mózgu” – mówi Farah.
„Najwcześniejsze dzięcioły pochodzą sprzed 25 milionów lat – te ptaki były na świecie od bardzo dawna” – mówi Cummings. „Jeśli dziobanie miałoby spowodować uraz mózgu, dlaczego nadal widziałbyś to zachowanie? Dlaczego ewolucyjne adaptacje miałyby zatrzymywać się na mózgu? Istnieje możliwość, że tau u dzięciołów jest adaptacją ochronną i może nie jest patologiczna w ogóle.”
Więc, dzięcioły wykazują oznaki tego, co wygląda jak uszkodzenie mózgu u ludzi, ale to może nie być zła rzecz. Tak czy inaczej, naukowcy wierzą, że wyniki badań mogą pomóc nam, ludziom. Na przykład, wiedza na temat mózgów dzięciołów, które mogłyby pomóc uczynić sprzęt piłkarski bezpieczniejszym dla dzieci, mówi Cummings. Z drugiej strony, zauważa, „Jeśli akumulacja tau jest adaptacją ochronną, czy jest coś, co możemy wybrać, aby pomóc ludziom z chorobami neurodegeneracyjnymi? Drzwi są szeroko otwarte, aby dowiedzieć się, co się dzieje i jak możemy to zastosować u ludzi.”
Farah zauważa, że badanie polegało w dużej mierze na kolekcjach muzealnych, z których pochodziły ptasie mózgi. „Muzea są bramami do przeszłości i źródłem nowych innowacji”, mówi. „Rola muzeów w tym projekcie była ogromna – nie moglibyśmy przeprowadzić naszych badań mając tylko jednego dzięcioła.”
Ben Marks, Kierownik Kolekcji Ptaków w Muzeum Fielda, powiedział o prośbie naukowców o wykorzystanie ptasich mózgów z Muzeum: „Mając jedną z najlepszych na świecie kolekcji ptaków, zawsze staramy się, aby ludzie wiedzieli, co mamy, dlaczego to mamy i do czego może to być użyte. Każdego roku otrzymujemy ponad sto próśb o wypożyczenie okazów – ta jedna wyróżniała się nowatorskim podejściem, które miało realne zastosowanie. Niektóre z okazów użytych w tym badaniu zostały zebrane w latach 60-tych. Nasi pracownicy dbali o nie przez ponad 50 lat, aż do momentu, gdy zostały poproszone o ich wypożyczenie i wykorzystane w sposób, którego pierwotny kolekcjoner nie mógł sobie nawet wyobrazić.”