啄木鳥為什麼不得腦震蕩？

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很有趣的問題。——幸好動物學家也這麼覺得，於是才有了下文。

===啄木鳥真的要承受很大的衝擊嗎？===
1979年，May等人使用高速攝影機觀察一種啄木鳥(Melanerpes formicivorus)啄木的過程。[1]定量分析視頻後，他們發現啄木鳥的頭是直線運動（最大速率6~7.5 m/s)，並在碰到木頭後0.5~1.0 ms內停止。也就是說，加速度達到600~1500 g。啄木鳥可10-20次連啄，每個來回用時50ms。啄木鳥平均每天啄木次數可達12000次，卻不會導致腦震蕩。
（百度知道的那個回答，加速度的大小合理，但是說頭部擺動速度2092 km/h就是扯淡了。來路不明的數據果然不能信啊。）

===為何啄木鳥可以承受這麼大的加速度？===
2006年，L. J. Gibson研究認為原因歸結於三點[2]：
(1) 腦較小，可減少高加速度帶來的衝擊力；
(2) 衝擊的時間短；
(3) 腦與頭骨的接觸面大。

下面是簡要的解釋：
1. 腦的質量越小，加速度引起的作用力越小。
作者假設人腦與鳥腦相似，以人腦的加速度耐受閾值推斷啄木鳥發生腦震蕩所需要的加速度閾值（具體公式看論文），計算結果請看圖：

圖1 人與啄木鳥對頭部衝擊的耐受曲線。下面那條曲線是人發生腦震蕩的加速度閾值[3]；上面那條曲線是理論上啄木鳥（Melanerpes formicivorus）發生腦震蕩的加速度閾值。[2]

啄木鳥理論上可承受的加速度閾值達到4600~6000g，大於實測值（600~1500 g）。啄木鳥說，小爺只用了兩層功力！

2. 衝擊時間短
從圖1可見，衝擊時間約短，大腦可承受的加速度越大。所以啄木鳥啄這麼快也是有道理的。

再看人類的加速度耐受值，似乎超過了46.2G的世界紀錄（人能夠忍受的極限加速度是多少？）。圖1中的數據都小於20毫秒，基本屬於運動或者車禍照成的衝擊。而那個世界紀錄是長時間的加速度耐受數據，二者並不矛盾。

3. 腦的結構

圖2 啄木鳥（Melanerpes formicivorus）與人的頭蓋骨結構。
Photographs of (a, c) acorn woodpeckerMelanerpes formicivorus(MCZ 347602) and (b, d) human skulls (MCZ 7299). (e, f) Schematics showing approximately the different orientations of the brain within each skull. All images by kind courtesy of Jeremiah Trimble, Museum of Comparative Zoology, Harvard University, copyright President and Fellows of Harvard University. Scale bars: (a) 20 mm, (b) 135 mm.

啄木鳥的腦與頭骨的接觸面大，骨骼清奇是塊練武的好材料等等暫且不論，體積小當然接觸面大了。啄木鳥啄木的時候頭部的直線運動也很重要，見圖2e。

關於啄木鳥為什麼不會腦震蕩的研究仍在繼續，大家有空再去翻翻文獻。
本文所有圖片版權屬於Wiley出版社。

===參考文獻===
[1] May, P.R.A., Fuster, J.M., Haber, J. Hirschman, A. (1979). Woodpecker drilling behaviour: an endorsement of the rotational theory of impact brain injury. Arch. Neurol.36, 370–373.
[2] Gibson LJ (2006) Woodpecker pecking: how woodpeckers avoid brain injury. Journal of Zoology 270: 462–465.
[3] Ono, K., Kikuchi, A., Nakamura, M., Kobayashi, H. Nakamura, N. (1980). Human head tolerance to sagittal impact: reliable estimation deduced from experimental head injury using subhuman primates and human cadaver skulls. In Proceedings of the 24th Stapp car crash conference: 101–160. Warrendale, PA: Society of Automotive Engineers.

蟹妖謝邀瀉藥——第一次寫這個詞，推薦一下用哪個比較好，或者說，怎樣優雅地謝邀。要不用河南話謝瑤？
事實上，不止題主有這樣的困惑，就連有的科學家也曾經為了治療腦震蕩和其他器官震蕩而特意研究過啄木鳥，不過很快就被鳥類專家闢謠了。

先說一下啄木鳥啄木的時候是什麼樣一個逆天的狀況：
1、一隻啄木鳥，平均每天咚咚咚啄木12000次。
打個比方，電視里有人暈倒了，然後就會有人衝過去抓著他頭前後搖晃還一邊喊你醒醒啊你醒醒啊你怎麼了你別嚇我啊，一會兒他就醒過來了，那才晃了幾下兒就把人搖醒了，可想而知人類大腦對於震蕩和搖晃的敏感程度是多麼令啄木鳥汗顏。

2、尤其是啄的時候每秒能啄20次。
打個比方，你用指尖敲桌子（請自覺用手指模仿鳥喙），1秒鐘能敲8次（你說沒那麼快，那我只能說我有特別的敲桌子技巧）。

3、啄木時，其頭部撞向樹榦的速度是每小時24千米。
打個比方，籃球見過吧，假如一個球員正常罰球，軟綿綿地，打到了籃筐，在筐沿兒懸停1秒，自由落體掉了下來，你站在筐兒下，正中靶心，我是說正中頭頂，籃球砸到你的時候，速度大概是8M/S，摺合每小時28.8千米（純心算隨便說的，錯了別噴「剛剛找 @Li Buyun 算了一下，籃筐3.05米，優選一名精壯男子1.80米，籃球從籃筐自由落體砸中頭頂的速度為每小時18千米，這麼看來我之前砸狠了」）。
砸一下不要緊啦，趕巧這一天砸了你12000下兒，甚至有幾次一秒砸到20下兒。

這樣，你知道啄木鳥啄木為什麼會這麼讓人感興趣了吧？

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好，那接下來談談為什麼啄木鳥這麼經撞。
簡單來說，就是因為它們有特別的大腦和頭骨生理構造。

首先，啄木鳥的大腦很小。一個正常人類的大腦，大概是1400克。一隻啄木鳥的大腦，只有區區2克。尺寸很重要，在這種狀況下，大腦越小越好。
打個比方，你手機從床頭柜上掉地上了，你也就拿起來吹吹，基本上都能繼續用；你電腦要從床頭柜上掉下來，百分之七八十你得拿去修了。

其次，啄木鳥大腦的姿勢不同。什麼意思呢，啄木鳥把自己的大腦儘可能多地與頭骨接觸。人的大腦見過吧，平放在那兒，蓋上一塊兒頭骨。啄木鳥大腦相較於人腦垂直90°，然後頭骨從後麵包著。這樣帶來的好處就是，比起人類，啄木鳥前後撞擊的時候，大腦更多的面積能接觸到頭骨。隨之而來的是，撞擊對於大腦的作用力就分散到了更大的區域上。
打個比方，胸口碎大石你見過吧，我說的是下面那個針板兒，上面全都是針，你卻能躺上面，回頭試試躺一根針上面。

最後，就是啄木鳥大腦是緊緊貼在頭骨上的，幾乎沒有空隙。簡言之，大腦幾乎沒有空間讓它去碰撞，所以也就不那麼容易腦震蕩了。
這個比方我打不太上來，因為人的大腦跟頭骨也挺緊的（趙忠祥老師：嗯？）。

好了，啄木鳥為什麼不得腦震蕩的原因大概就是這樣，謝謝。

開頭講到了科學界為了研究腦震蕩，現在已經很少去琢磨啄木鳥了，現在更多的是研究公羊。
公羊知道吧，就那個為了雌性經常相互頂撞的動物。
兩隻公羊搏鬥起來，腦袋相互撞擊的速度能達到每小時36千米到64千米，為什麼不得腦震蕩呢？
很大原因就是頭上的角。

所以如果有一天你看到有人戴一頂伸出倆角的頭盔，千萬不要驚奇。
那不是朋克，那是科學。

喏

那麼，我們一起來看一下洛奇的戰鬥姿勢，以及洛奇與他帽子之間那些不可明說的秘密…… 視頻封面《復仇者聯盟》洛基（神）VS綠巨人-不堪一擊的神弱爆了視頻

這下你知道為什麼洛奇在被浩克暴揍之後喪失戰鬥力了吧？他帽子掉了啊！！！

以(yī)上(sháng)。

在各項諾貝爾獎獲得者陸續宣布的同時，有一個另類諾貝爾獎也在哈佛大學頒發，沾光吸引了眾人的眼球。這個由《不可能研究年鑒》組織、自1991年起開始頒發的「Ig諾貝爾」(與ignoble諧音，意思是「不光彩」)獎，在國內常被稱為搞笑諾貝爾獎。它起初的確含有搞笑的成分，頒給那些「不可能也不應該被重複」的成果，主要是在諷刺一些不可信的甚至是偽科學的研究。但是隨著名氣越來越大，其宗旨也發生了變化，改而頒發給「先讓你樂，然後讓你思考」的有趣研究，由諷刺變成了幽默，獲獎研究越來越正式，獲獎者雖然沒有獎金，也大都欣然赴會領獎。

其實有的Ig諾貝爾獲獎成果雖然有趣，卻一點也不可笑，當然更非不可信，例如加州大學戴維斯分校的伊凡·斯瓦布和加州大學洛杉磯分校的菲利普·梅(已故)因為研究和解釋啄木鳥為什麼不會頭疼而獲得今年的鳥類學獎，就是一個非常嚴肅、嚴謹的研究。它涉及了進化生物學一個重要的問題：生物是如何巧妙地適應了其生活環境的。

啄木鳥是生物巧妙地適應了其環境的典型例子。達爾文在《物種起源》的引言中，便是以啄木鳥為例，說明只有自然選擇才能解釋生物的適應性：「譬如說，啄木鳥的腳、尾、喙和舌是如此令人讚歎地適應了從樹皮之下捕捉蟲子，將這樣的構造也僅僅歸於外部條件，則是十分荒謬的。」但是即便是達爾文，也沒有想到啄木鳥的頭部和眼睛構造同樣是令人讚歎地適應了從樹皮之下捕捉蟲子。

啄木鳥好比一個鎚子不停地快速敲打堅硬的樹木，不僅通過啄木覓食，而且靠它在樹榦中挖洞建巢，還要靠它相互通訊和示威。啄木是啄木鳥最主要的活動之一，它啄木的次數一天可達1.2萬次，頻率達到每秒20次,每次撞擊的減速力達到重力的1200倍，這相當於以每小時25公里的速度撞牆。如果人類像啄木鳥那麼乾的話，毫無疑問將會導致腦震蕩、腦損傷、視網膜出血和視網膜脫落等一系列致命後果，啄木鳥是如何避免這些的呢？

啄木鳥的大腦比較小，體積小的物體的表面積相對就比較大，施加在上面的壓力就容易分散掉，因此它不像人的大腦那樣容易得腦震蕩。啄木鳥在啄木時，敲打方向十分垂直，可避免因為晃動出現的扭力導致腦膜撕裂和腦震蕩。

啄木鳥還進化出了一系列的保護大腦和眼球免受撞擊的裝置。它的頭骨很厚實，但是骨頭中有很多小空隙，有點像海綿，可以減弱震動。大腦表面有一層膜叫軟腦膜，在它的外面還有一層膜叫蛛網膜，兩層膜之間有一個腔隙叫蛛網膜下腔。人的蛛網膜下腔充滿了腦脊液。但是啄木鳥的蛛網膜下腔很窄小，幾乎沒有腦脊液，這樣就減弱了震波的液體傳動。

啄木鳥的下顎底部有軟骨，可以緩衝撞擊。它的下顎是由一塊強有力的肌肉與頭骨聯結在一起的，在撞擊之前這塊肌肉快速收縮，也起到了緩衝作用，讓撞擊力傳到頭骨的底部和後部，繞開了大腦。

啄木鳥的眼睛結構也十分巧妙。高速攝像表明，在撞擊之前的一瞬間，啄木鳥眼睛的瞬膜會快速閉上，既避免了撞擊濺出的木屑傷害眼睛，又像一個安全帶一樣把眼睛裹住，免得眼睛蹦出來。它的眼睛中的脈絡膜用一種黏多糖填滿空隙，能起到緩衝作用。在鳥類眼瞼上有一個像梳子一樣的梳膜，可能也能起到防震作用，因為它一旦充血，就能暫時提高眼內壓力，保護晶狀體和視網膜。

最奇妙的是啄木鳥的舌頭。它的舌頭極長，從上顎後部生出，穿過右鼻孔，分叉成兩條，然後繞到頭骨的上部和後部，經過頸部的兩側、下顎，在口腔中又合成一條舌頭。這樣的舌頭就像一條橡皮筋，能夠射出喙外達10厘米。顯然，這條長舌頭的主要用途是為了把蟲子從洞中鉤出來，但是在每次啄木之前舌頭收縮的話，就能吸收撞擊力，也是一個很好的緩衝裝置。

達爾文在《物種起源》中一再感嘆啄木鳥身體構造的巧妙，他寫道：「啄木鳥攀登樹木並從樹皮的裂縫裡捉捕昆蟲，我們能夠舉出比這種適應性更加動人的例子嗎？」但是啄木鳥身體構造比達爾文設想的甚至還要精巧得多。生物學家研究這樣的身體構造，一點兒也不搞笑，也不是純粹出於學術上的好奇，並非沒有實用價值。啄木鳥的身體構造乃是在自然選擇作用下長期進化的結果，是大自然用數百萬年的時間做的一個實驗，研究它是如何巧妙地避免撞擊帶來的身體損傷，對於改進防止人類大腦損傷的保護設備，不無啟發。

方舟子：啄木鳥為什麼不頭疼

這樣回答應該比較好理解一些

因為吃貨自帶光環

據說腦袋裡有什麼氣囊

大腦結構很獨特，所以不會腦震蕩

昨天剛剛聽了一個講座，是香港科技大學余同希教授講的，他們好像使用非線性動力學的原理去解釋這方面的問題

十多年前我在樹林的泥土裡發現了一顆啄木鳥的頭骨，一直保存到現在。 [圖片未上傳成功]

單從頭骨的構造角度來說，啄木鳥的頭骨空間很大，而且有很多絲窩狀的骨頭，可以有效減震。

小時候好像看到過，啄木鳥的舌頭構造很奇特，有一個延長，從大腦的後方向前繞過來並箍住大腦的位置，緩解磕頭時候對大腦的震動。

因為它的大腦很神奇

我覺得吧，啄木鳥撞樹就跟我們手裡拿個鐮刀劈柴的感覺一樣吧，劈柴時你手疼嗎？肯定不啊，而且啄木鳥琢樹肯定不覺得疼要不然它就不會去撞樹啦，更不用說會傷害它的大腦得腦震蕩了，可以把它的嘴想像成它的工具，這樣還要去想它會不會得腦震蕩了嗎？

結構不同唄，三角形最穩定了

這個問題之前 @夜南行和 @白貓轉轉風已經回答得很好很詳細了，我再加點補充。

類似的問題：為什麼電鰻/電鰩不會電到自己？
最簡單的回答就是生物進化。既然啄木鳥能選擇這樣的覓食方式，那必然要求它進化出特殊的防腦震蕩技巧。正所謂「沒有金剛鑽，不攬瓷器活」。對於啄木鳥本身而言，只是一種生存本能，它們很可能自己也說不明白（如果它們也有表達能力的話）。當然，對人這種奇特的生物而言，多點好奇，多問個為什麼，生活才能更有趣、更豐富多彩。

最後來一張精彩的動圖：
——突然發現知乎上傳不了動圖，
請戳原地址：http://ww3.sinaimg.cn/large/bfc243a3gw1etebwpipahg20b4069qv5.gif

因為它的腦袋裡有類似氣囊的東西，會大大減少震蕩對大腦的刺激。