딱따구리는 하루에 수천 번이나 머리를 찧으며 나무를 쪼는데 왜 뇌진탕에 안 걸릴까요?

Question

딱다구리는 무려 하루에 수천번이나 머리를 찧으며 나무를 쪼는데요 그럼에도 불구하고 특별한 문제없이 뇌진탕도 없이 생활을 할 수 있는건가요

Answer 1

안녕하세요. 딱따구리가 나무를 하루에도 수천 번씩 쪼면서도 뇌진탕에 쉽게 걸리지 않는 것은 머리가 단순히 충격을 잘 흡수해서라기보다, 충격이 뇌에 위험한 방식으로 전달되지 않도록 몸 전체가 특수하게 적응했기 때문입니다. 실제로 딱따구리는 쪼는 순간 매우 빠른 속도로 머리를 움직이며 상당히 큰 감속을 겪지만, 최근 연구에서는 딱따구리의 두개골 자체가 충격을 말랑하게 흡수하는 헬멧처럼 작동한다기보다는 단단한 망치처럼 충격을 나무에 효율적으로 전달하면서도 뇌가 받는 관성력이 영장류의 뇌진탕 기준보다 낮도록 머리의 형태와 뇌의 구조가 발달한 것으로 알려져있습니다.

특히 딱따구리의 부리와 두개골은 충격을 견딜 수 있도록 단단한 구조를 가지고 있고, 뇌는 두개골 안에서 비교적 단단하게 자리 잡아 사람의 뇌처럼 크게 흔들리기 어렵습니다. 또한 딱따구리에게는 매우 독특한 설골 구조가 있는데, 이 뼈가 혀에서 시작해 머리 뒤쪽을 돌아 두개골 주변까지 길게 이어져 있습니다. 일종의 띠처럼 머리와 목 주변을 지지하면서 충격 이후 머리가 흔들리는 것을 억제하는 데 도움을 주는 것이라고 보시면 됩니다.

또 하나 중요한 것은 쪼는 방향인데요, 딱따구리는 머리를 좌우로 크게 흔들면서 나무를 때리는 것이 아니라 비교적 일직선으로 부리를 나무에 충돌시킵니다. 뇌진탕에서는 단순한 직선 방향의 가속 및 감속뿐 아니라 머리가 회전하면서 발생하는 힘이 중요한데, 딱따구리의 쪼기 동작은 이러한 위험한 회전 운동을 상대적으로 줄이는 데 유리합니다. 게다가 우리가 흔히 생각하는 하루 수천 번 머리를 박는데도 아무런 손상이 없다는 표현에는 조금 주의할 필요가 있는데요, 딱따구리가 뇌진탕을 겪지 않는다는 것이 모든 형태의 뇌 손상이 절대 발생하지 않는다는 의미는 아니며, 야생 딱따구리의 장기적인 미세 손상 여부까지 완전히 밝혀진 것은 아닙니다. 다만 현재의 생체역학 연구를 보면 딱따구리는 반복적인 충격을 견딜 수 있도록 부리, 두개골, 뇌, 설골, 목 근육과 쪼는 동작 자체가 함께 진화한 매우 정교한 생체 충격 시스템을 갖추고 있다고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.

Answer 2

말씀하신 것처럼 딱따구리는 하루에 10,000번 넘게 나무를 쪼아도 머리를 다치지 않습니다.

가장 큰 이유는 사람과 달리 뇌와 두개골 사이의 유격이 거의 없어 뇌가 내부에서 흔들리지 않기 때문입니다.

또한 몸길이 3배에 달하는 긴 혀가 두개골 전체를 스프링처럼 감싸며 충격을 흡수하고, 구멍이 숭숭 뚫린 스펀지 구조의 두개골이 타격 시 발생하는 진동을 완화해 줍니다.

게다가 윗부리와 아랫부리의 길이가 달라 충격파가 두개골로 직접 전달되지 않고 분산시키게 됩니다.

그리고 머리를 사선이나 회전 없이 오직 완벽한 직선 방향으로만 쪼아 뇌 손상을 막고, 나무를 치기 직전 눈꺼풀을 닫아 눈알이 튀어나오거나 파편이 들어가는 것을 방지하죠.

또 사실 뇌 자체의 무게와 크기가 매우 작아 물리적으로 받는 충격 에너지의 절대량이 작기도 합니다.

Answer 3

안녕하세요, 넉넉한키위191님. 이중철 전문가입니다.

먼저, 딱따구리가 하루에 수천 번씩 강하게 나무를 쪼아대면서도 뇌진탕에 걸리지 않는 이유는 특수하게 진화한 두개골의 스펀지 같은 해부학적 구조와 충격을 분산시키는 뼈와 근육의 완충 시스템 덕분이라고 볼 수 있답니다.

■ 두개골 내부의 스펀지뼈와 충격 흡수 구조

딱따구리의 머리뼈는 일반적인 동물과 달리 단단하기만 한 것이 아니라, 내부가 미세한 구멍들로 이루어진 해면골 구조로 가득 차 있습니다. 이 스펀지 형태의 뼈가 충격을 흡수하는 일종의 자동차 범퍼 역할을 수행하는데요. 나무를 쪼을 때 발생하는 엄청난 물리적 충격파가 뇌 전체로 곧바로 전달되지 않고 두개골의 미세한 구조를 통과하며 사방으로 분산되도록 설계되어 있답니다.

■ 뇌를 단단히 고정하는 좁은 뇌실과 특수 근육

인간의 뇌는 두개골 안에서 척수액에 떠 있는 형태라 머리를 부딪치면 뇌가 앞뒤로 흔들리며 뇌진탕이나 뇌손상이 발생하기 쉬워요. 반면에, 딱따구리는 두개골 내부 공간이 뇌 크기에 딱 맞게 매우 좁아서 뇌가 흔들릴 여유 공간 자체가 거의 없거든요. 여기에 부리를 쪼는 순간 순간적으로 단단하게 수축하여 충격을 대신 받아내는 강력한 특수 근육과 혀 뼈가 턱 아래를 거쳐 두개골 뒤쪽까지 단단히 감싸 안아 안전벨트처럼 뇌를 완벽하게 보호해 주는 것이랍니다.

정리하자면,

딱따구리는 충격을 효과적으로 분산시키는 스펀지 모양의 두개골 뼈, 흔들림을 최소화하는 좁은 뇌실 공간, 그리고 충격을 흡수하는 강력한 특수 근육과 혀 뼈 구조 덕분에 하루 수천 번 나무를 쪼아도 뇌진탕 없이 안전하게 살아갈 수 있습니다.

※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉

Answer 4

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

딱따구리는 강한 충격을 견디도록 머리 구조가 특화돼 있습니다. 단단한 부리, 충격을 분산시키는 두개골과 목 근육, 뇌가 두개골 안에서 크게 흔들리지 않는 구조가 함께 작용합니다. 다만 완전히 충격을 흡수한다 기보다 머리를 거의 직선으로 움직임도 쪼는 시간을 짧게 해 뇌에 가해지는 회전 충격을 줄이는 점이 중요합니다.