Hoe spechten hoofdpijn vermijden

Spechten hameren met een enorme snelheid op takken en bomen en toch beschadigen ze hun kop of hun hersenen niet. Dat komt omdat de spechten drie unieke mechanismen hebben die hun hersenen beschermen, zo blijkt uit een studie.

Als spechten in bomen hameren, beweegt hun kop wel 6 meter per seconde en bij elke klap staat hij bloot aan een vertraging van wel 1.000 keer de zwaartekracht. Chinese wetenschappers hebben nu ontdekt dat de ongelijke lengte van de bovenste en de onderste helft van de bek, hun speciaal gevormde tongbeen en een sponsachtige, op platen lijkende beenstructuur de hersenen van de vogels beschermen. Hun studie staat in Plos One, een "peer-reviewed" online wetenschappelijk magazine.

Geleerden bestuderen al lang de bouw van de schedels van spechten om na te gaan hoe ze zo hard kunnen hameren zonder zichzelf te bezeren. De vogels hebben weinig ruimte tussen hun hersenen en hun schedel, zodat hun hersenen geen plaats hebben om rond te schokken, wat bij mensen wel het geval is. Ook zijn hun hersenen langer van boven naar beneden gemeten dan van voor naar achter, zodat de kracht van de schokken verspreid wordt over een groter deel van de hersenen.

Ook hebben ze een sterk ontwikkeld tongbeen, dat bij de mens net boven de adamsappel ligt. Bij spechten begint het aan de onderkant van hun bek, maakt het een volledige lus door hun neusgaten, loopt het onder en rond de achterkant van hun schedel, gaat het over de bovenkant en komt het opnieuw samen voor hun voorhoofd.

Cijfers

De Chinese geleerden wilden echter de harde cijfers achter de theorieën te weten komen. Daarvoor filmden ze spechten met supersnelle camera's terwijl ze in een kooi op een sensor pikten die de kracht mat. Ze ontdekten dat de spechten hun kop lichtjes draaien als ze pikken, waardoor de krachten anders verdeeld worden.

Het team verzamelde ook gedetailleerde röntgenopnamen en microscopische analyses van de schedels van spechten, die in detail toonden hoe de verschillende delen van de schedel in elkaar passen en waar de dichtheid van de beenderen varieert.

Aan de hand van die gegevens konden ze een computersimulatie maken om de krachten te berekenen in heel de schedel als de vogels pikken. Daaruit bleek dat drie factoren er samen voor zorgen dat de spechten geen letsel oplopen. Ten eerste werkt het ingewikkelde tongbeen dat rond de hele schedel loopt, als een soort van veiligheidsgordel, vooral na de eerste schok. 

Ten tweede zijn de bovenste en de onderste helft van de bek van een specht niet gelijk en daardoor vermindert  de hoeveelheid kracht die de hersenen bereikt.

Ten derde zijn er op platen lijkende beenderen met een sponsachtige structuur op verschillende plaatsen in de schedel die helpen om de krachten te verspreiden. 

Het team benadrukt dat het de combinatie van de drie mechanismen is die de hersenen van de spechten beschermt  en niet zozeer één van de drie. De bevindingen kunnen helpen om betere helmen voor mensen te ontwerpen.