Superbowl: Hva Woodpecker Brains Fortell oss om CTE på spillet

Superbowl søndag forventes å trekke 110 millioner seere inn for å se det store spillet - ikke inkludert, like utenfor feltet, fire uavhengige hjernerystelse spesialister som er strategisk plassert på sidelinjen for raskt å se, vurdere og behandle potensielle hodeskader som kan føre til kronisk traumatisk encefalopati eller CTE.

Først diagnostisert i en NFL-spiller i begynnelsen av 2000-tallet, har CTE vært gjenstand for en voksende kroppsforskning på degenerativ tilstand.

På fredag, vitenskapelig tidsskrift PLOS ONE legger til spennende informasjon i det voksende forskningsområdet på CTE, selv om dette ikke fokuserer på fotballspillere, men heller på speil.

Disse hardy fuglene knyter gjentatte ganger hodet i tre med krefter på 1200-1400 g (omtrent ti ganger så mye kraft som en fotballpakke som resulterer i hjernerystelse) når de peker på tre - uten tilsynelatende hjerneskade.

I det minste, det er det forskerne har trodd siden en innflytelsesrik 1976-studie. Men fordi studien var basert på en utdatert hjernefargingsmetode, bestemte et team av forskere ved Boston University å gjenopprette undersøkelsen med moderne teknologi.

Forskerne, ledet av da BU-kandidat George Farah, undersøkte bevaret hjerne av ti hakkespetter av forskjellige arter (seks neddykkede hakkespetter, en gultbellied sapsucker, en nordlig flimmer, en bleget hakkespett og en lineert hakkespett) som en kontrollgruppe av den rødvinklede sjøfuglen, som ikke har en vane med å knekke bekken og hodet mot noe.

Denne gangen fant forskerne en unormal oppbygging av protein-tauet i speilene, men ikke i den ikke-hakkende kontrollgruppen. Hos mennesker vil sammenlignbar tau oppbygging være en indikasjon på hjerneskade. Dette kaster i tvil om de seminalresultatene fra 1976-undersøkelsen at speilene ikke er hjerneskade.

Ifølge forskeren Peter Cummings ble laget overrasket av funnene. "Vi trodde ikke at vi skulle finne tau i speilene," forteller han Omvendt. "Fra et evolusjonært perspektiv, hvorfor ville de ha tau i hjernen når de har vært en art i tusenvis av år?"

Tidligere hadde forskere trodd at det var biofysiske tilpasninger, inkludert sterke nakke muskler og en lang tunge som kan bøye skallen under den høye pekingen og hardbenet mot skallen (i motsetning til fugles vanlige, svetteformede skaller, som er mer aerodynamisk).

Men som Cummings undrer seg: "Hvorfor skulle tilpasningene stoppe i hjernen? Du ville tro at hjernen selv ville beskytte seg mot påvirkning."

Han merker også at det finnes forskjellige typer tau, og at det ikke nødvendigvis er patologisk. "Noen er nevro-beskyttende, og bidrar til å beskytte nevronen fra å bli dysfunksjonell," sier han.

Selvfølgelig er forskerne raske å merke seg at forening ikke er årsak, og at deres funn krever videre forskning. I tillegg var omfanget av prosjektet begrenset, da prøvestørrelsen kun var femten fugler, de ti speilene og fem svartefuglene.

Hakkespetter er ikke de eneste dyrene som kan lære oss mer om CTE. Omvendt har tidligere dekket leksjonene som zebrafish hjerner holder for hjerneskader, mens Farah sier at de også vurderte å studere langhornet rammen, som lider av lignende hodetrauma i paringssesongen.

Likevel kan selv forslaget om at hakkespinnene selv har utviklet seg for å imøtekomme regelmessig hodepåvirkning av en slik stor styrke, gi ytterligere ledetråder om hvordan profesjonelle fotballspillere kan fortsette å spille America's favoritt sport - trygt.

Sammendrag: Woodpeckers opplever krefter opp til 1200-1400 g mens de peker. Det antas på grunn av evolusjonære tilpasninger, er speilet immun mot hjerneskade. Denne antakelsen har ført til bruken av speilet som en modell i utviklingen av sports sikkerhetsutstyr som fotballhjelmer. Imidlertid er det ukjent på dette tidspunktet hvis hakkespinnhjernen utvikler nevrotrauma i forhold til de høye g-kreftene som oppleves under hakkingen. Hjernen på 10 etanol konserverte hakkespetter og 5 etanolbevarede røde vinger med svart fugl eksperimentelle kontroller ble undersøkt ved hjelp av Gallyas sølvflekk og anti-fosfat-tau. Resultatene viste at perivaskulær og hvitt materiaftale sølv-positive forekomster i åtte av de ti hakkespinnhjernene. Tau-positive akkumulasjoner ble sett i hvite materielle kanaler i 2 av de tre speilene som ble undersøkt. Ingen flekker ble identifisert i kontrollfugler. Den negative fargingen av kontrollfugler i motsetning til de diffuse positive fargeleggespissekseksjonene antyder muligheten for at pecking kan indusere akkumulering av tau i hakkespinnhjernen. Ytterligere forskning er nødvendig for å bedre forstå forholdet.