Por que os pica-paus batem tão rapidamente nos troncos das árvores sem sofrer de concussão? Os pica-paus são famosos médicos florestais. Para comer os insetos escondidos nos troncos, os pica-paus podem bater nos troncos até 20 vezes por segundo, chegando a 12.000 vezes por dia, com uma aceleração na cabeça de até 1.200 vezes a gravidade durante cada impacto. Como é que os pica-paus conseguem evitar ferimentos na cabeça nestas condições? Uma equipa de investigadores liderada por Ivan Schwab, da Universidade da Califórnia, estudou esta questão, tendo recebido o Prémio Ig Nobel de 2006. Os investigadores criaram um ambiente controlado para observar os pica-paus, testaram a força das picadas com sensores e capturaram os movimentos com duas câmaras de alta velocidade. Utilizaram tomografia computorizada e microscopia electrónica para recolher e analisar os dados do crânio dos pica-paus, marcando detalhadamente a estrutura do crânio e as áreas de variação da densidade óssea. Com base nos dados recolhidos, os cientistas simularam no computador os efeitos das picadas no crânio dos pica-paus.
Através da simulação, os investigadores descobriram que vários factores contribuem para reduzir os efeitos prejudiciais das forças de impacto nos pica-paus. A razão principal é que os pica-paus evoluíram uma série de mecanismos para proteger o cérebro e os olhos dos impactos. Primeiro, a língua do pica-pau começa na parte inferior do bico, divide-se para a esquerda e a direita, envolve o crânio na parte de trás e volta para a frente do frontal, como um "cinto de segurança", evitando que o pescoço se quebre para trás. O maxilar do pica-pau é ligado ao crânio por um músculo forte, que se contrai rapidamente antes do impacto, funcionando como um amortecedor. Em segundo lugar, o bico do pica-pau tem a parte inferior mais longa que a superior. Quando a força do impacto é transmitida do pico para o osso, esta estrutura enfraquece o impacto e afasta-o do cérebro. Além disso, o crânio dos pica-paus é esponjoso. Não só é muito espesso e forte, como também tem muitas pequenas cavidades, semelhantes a uma esponja, que dissipam o impacto e protegem o cérebro. Entre o crânio e o cérebro existem três membranas, a partir do exterior para o interior: a dura-máter, a aracnoide e a pia-máter. O espaço entre a aracnoide e a pia-máter é chamado de espaço subaracnoideo. No ser humano, este espaço está cheio de líquido cefalorraquidiano. No entanto, no pica-pau, o espaço subaracnoideo é muito estreito e quase sem líquido cefalorraquidiano, o que reduz a transmissão líquida das ondas de choque e permite amortecer e dissipar os impactos externos. Além disso, o cérebro dos pica-paus é relativamente pequeno, com uma superfície corporal maior do que o seu volume, e as dimensões superior e inferior do cérebro são maiores do que as anteriores, o que facilita a dissipação da pressão aplicada. Por último, o pica-pau mantém sempre o pico e a cabeça numa linha vertical, batendo numa direcção perpendicular, evitando assim a torsão que poderia rasgar as membranas do cérebro e causar uma concussão. Por conseguinte, apesar de bater nos troncos todos os dias, os pica-paus conseguem suportar impactos fortes durante muitos anos.
A estrutura dos olhos dos pica-paus é também muito engenhosa. As filmagens em alta velocidade mostram que, no momento anterior ao impacto, as pálpebras dos pica-paus fecham-se rapidamente, evitando que os estilhaços de madeira ferissem os olhos e, ao mesmo tempo, envolvessem os olhos como um cinto de segurança, evitando que saltassem para fora. Os olhos dos pica-paus estão cheios de uma substância mucilaginosa que serve de amortecedor. Acima da retina, existe uma membrana semelhante a um pente, que também pode servir de amortecedor, pois, quando fica congestionada, aumenta temporariamente a pressão intra-ocular, protegendo a lente e a retina.
Os investigadores salientam que a protecção do cérebro dos pica-paus contra lesões é o resultado de uma combinação de vários factores, e não apenas de um deles. Isto demonstra que a estrutura determina a função. Esta descoberta científica ajudará os cientistas a conceber dispositivos de protecção mais eficazes para proteger o cérebro humano.