”Det har gjorts alla möjliga säkerhetsmässiga och tekniska framsteg inom sportutrustning som bygger på hackspettens anatomiska anpassningar och biofysik, om man antar att de inte får hjärnskador av att picka. Det konstiga är att ingen någonsin har tittat på en hackspetts hjärna för att se om den är skadad”, säger Peter Cummings vid Boston University School of Medicine, en av författarna till den nya studien.
För att hitta svaret på denna fråga använde forskarna fågelhjärnor från samlingarna på Field Museum och Harvard Museum of Natural History och undersökte dem för att se om de hade ackumulerat ett specifikt protein, kallat tau.
”De grundläggande cellerna i hjärnan är neuronerna, som är cellkropparna, och axonerna, som är som telefonlinjer som kommunicerar mellan neuronerna. Tau-proteinet sveper in sig runt telefonledningarna – det ger dem skydd och stabilitet samtidigt som det låter dem förbli flexibla”, förklarar huvudförfattaren George Farah, som arbetade med studien som doktorand vid Boston University School of Medicine.
Med måttlig dosering kan tau-proteiner hjälpa till att stabilisera hjärncellerna, men en för stor mängd tau-bildning kan störa kommunikationen från en neuron till en annan. ”När hjärnan är skadad samlas tau och stör nervfunktionen – kognitiv, emotionell och motorisk funktion kan äventyras”, säger Cummings.
Då överdriven tau kan vara ett tecken på hjärnskador hos människor bestämde sig Farah och hans forskargrupp för att undersöka hackspettars hjärnor för att se om det fanns någon uppbyggnad av tau. Field Museum och Harvard lånade ut fågelexemplar som picklats i alkohol till forskarna — Downy Woodpeckers för experimentella data och icke huvudskadade Red-winged Blackbirds som kontroll. Forskarna tog sedan bort hjärnorna från fåglarna — ”Hjärnorna i sig var välbevarade, de hade en konsistens nästan som modelleringslera”, säger Farah — och tog otroligt tunna skivor, mindre än en femtedel av tjockleken på ett pappersark. Skivorna av hjärnvävnad färgades sedan med silverjoner för att framhäva de tau-proteiner som fanns.
Domen: hackspettarnas hjärnor hade mycket mer tau-proteinansamling än koltrastarnas hjärnor. Men medan överdriven tau-ansamling kan vara ett tecken på hjärnskador hos människor, noterar forskarna att detta kanske inte är fallet för hackspettar. ”Vi kan inte säga att dessa hackspettar definitivt har drabbats av hjärnskador, men det finns extra mycket tau i hackspettarnas hjärnor, vilket tidigare forskning har upptäckt är ett tecken på hjärnskador”, säger Farah.
”De tidigaste hackspettarna går 25 miljoner år tillbaka i tiden – de här fåglarna har funnits länge”, säger Cummings. ”Om hackning skulle orsaka hjärnskador, varför skulle man då fortfarande se detta beteende? Varför skulle evolutionära anpassningar sluta vid hjärnan? Det finns en möjlighet att tau hos hackspettar är en skyddande anpassning och kanske inte alls är patologiskt.”
Så hackspettar visar tecken på vad som ser ut som hjärnskador hos människor, men det kanske inte är något dåligt. Hur som helst tror forskarna att studiens resultat kan hjälpa oss människor. Till exempel kan kunskapen om hackspettars hjärnor som kan bidra till att göra fotbollsutrustning säkrare för barn, säger Cummings. Å andra sidan konstaterar han: ”Om tau-ansamlingen är en skyddande anpassning, finns det då något vi kan plocka ut för att hjälpa människor med neurodegenerativa sjukdomar?”. Dörren är vidöppen för att ta reda på vad som pågår och hur vi kan tillämpa detta på människor.”
Farah påpekar att studien var starkt beroende av de museisamlingar som fågelhjärnorna kom ifrån. ”Museer är portar till det förflutna och en källa till ny innovation”, säger han. ”Museernas roll i det här projektet var enorm – vi hade inte kunnat göra vår studie med bara en hackspett.”
Ben Marks, Collections Manager of Birds vid Field Museum, säger om forskarnas begäran om att få använda museets fågelhjärnor: ”Med en av världens bästa fågelsamlingar försöker vi alltid låta folk få veta vad vi har, varför vi har det och vad det kan användas till. Vi får över hundra förfrågningar om utlåning av exemplar varje år – den här förfrågan stack ut eftersom det var ett nytt tillvägagångssätt med tillämpningar i verkligheten. Några av de exemplar som användes i den här studien samlades in på 1960-talet. Vår personal tog hand om dem i över 50 år tills de begärdes för den här studien och användes på ett sätt som den ursprungliga samlaren inte ens kunde föreställa sig.”