Superbowl: Vad Woodpecker Brains berätta om CTE i spelet

Superbowl söndag förväntas dra till 110 miljoner tittare som stämmer in för att se det stora spelet - inte bara utanför fältet, fyra oberoende hjärnskaksspecialister strategiskt placerade på sidan för att snabbt upptäcka, utvärdera och behandla potentiella huvudskador som kan leda till kronisk traumatisk encefalopati eller CTE.

Första diagnosen i en NFL-spelare i början av 2000-talet har CTE varit föremål för en växande undersökning av degenerativa tillståndet.

På fredagen vetenskaplig tidskrift PLOS ONE lägger till spännande information i det växande forskningsområdet för CTE, även om detta inte fokuserar på fotbollsspelare, utan snarare på speglar.

Dessa härdiga fåglar knyter upprepade gånger sina huvuden i trä med krafter på 1200-1400 g (ungefär tio gånger så mycket kraft som en fotbollstävling som leder till hjärnskakning) när de pekar trä - utan skenbar hjärnskada.

Det är åtminstone vad forskare har trott sedan en inflytelserik 1976-studie. Men eftersom studien var baserad på en föråldrad hjärnfärgsmetodik, bestämde ett team av forskare vid Boston University att göra omforskningen med modern teknik.

Forskarna, som leddes av BU-studenten George Farah, studerade därmed de bevarade hjärnorna av tio speglar av olika arter (sex duniga spettar, en gulblackad sapsucker, en nordlig flimmer, en blekspett och en spegelspett) som en kontrollgrupp av den rödvingariga blackbirden, som inte har en vana att slå näven och huvudet mot någonting.

Den här gången fann forskarna en onormal uppbyggnad av proteinet tau i spettarna, men inte i den icke-piggande kontrollgruppen. Hos människor skulle jämförbar tauuppbyggnad vara en indikation på hjärnskador. Detta tvivlar på de seminalresultaten från 1976-undersökningen att spett inte är hjärnskadade.

Enligt forskaren Peter Cummings blev laget överraskad av resultaten. "Vi trodde inte att vi skulle hitta tau i spettarna," berättar han Omvänd. "Ur ett utvecklingsperspektiv, varför skulle de ha tau i hjärnorna när de har varit en art i tusentals år?"

Tidigare hade forskare trott att det var biofysiska anpassningar, däribland starka nackmuskler och en lång tunga som kan klämma på skalleen under högeffekten peka och hårda benet mot framsidan av skallen (till skillnad från fåglarna som vanligtvis är lätta, svampiga skallen, vilket är mer aerodynamiskt).

Men som Cummings undrar, "varför skulle anpassningarna stanna i hjärnan? Du skulle tro att hjärnan själv skulle skydda sig från påverkan."

Han noterar också att det finns olika typer av tau och att det inte nödvändigtvis är patologiskt. "Vissa är neurobeskyttande och hjälper till att skydda neuronen från att bli dysfunktionell", säger han.

Naturligtvis är forskarna snabba att notera att förening inte är orsakssamband, och att deras resultat kräver ytterligare forskning. Dessutom var omfattningen av deras projekt begränsat, eftersom provstorleken var endast femton fåglar, de tio woodpeckarna och fem blackbirds.

Woodpeckers är inte de enda djuren som kan lära oss mer om CTE. Omvänd har tidigare täckt de lärdomar som zebrafish hjärnor håller för hjärnskador, medan Farah säger att de också övervägde att studera den långhåriga rammen, som lider av liknande huvudtrauma under parningstid.

Ändå kan till och med förslaget om att spegelns hjärnor själva har utvecklats för att rymma regelbunden huvudpåverkan av en sådan stor kraft kunna ge ytterligare ledtrådar om hur professionella fotbollsspelare kan fortsätta spela amerikansk favorit sport - säkert.

Sammanfattning: Woodpeckers upplever krafter upp till 1200-1400 g medan de pekar. Det antas på grund av evolutionära anpassningar, hackspetsen är immun mot hjärnskada. Detta antagande har lett till användningen av spett som en modell för utveckling av sportsäkerhetsutrustning, såsom fotbollshjälmar. Det är emellertid inte känt vid denna tidpunkt om hjärnspetthjärnan utvecklar neurotrauma i förhållande till de höga g-krafterna som uppträder vid pissa. Hjärnorna på 10 etanolhärdiga spettar och 5 etanolbevarade rödvingariga experimentella kontroller av svart fågel undersöktes med användning av Gallyas silverfärg och anti-fosfat-tau. Resultaten visade perivaskulära och vita substansvägar silver-positiva insättningar i åtta av de 10 träspetshjärnorna. Tau-positiva ackumulationerna observerades i vita substansområden i 2 av de 3 undersökta speglarna. Ingen färgning identifierades i kontrollfåglar. Den negativa färgningen av kontrollfåglar som står i motsats till de diffusa positiva färgningspegelsektionerna indikerar möjligheten att pecking kan inducera ackumulering av tau i träspetshjärnan. Ytterligare forskning behövs för att bättre förstå förhållandet.