我N 2007，David Smith是一位制作伤口敷料的公司内科医生和创始人，在马里兰州的医疗会上发表了介绍。之后是一名受众成员，担心在所有东西，啄木鸟中提到的美国士兵之间的爆炸创伤性脑损伤报告。如果有人能够弄清楚啄木鸟如何做到这一点 - 他们每天达到数千次涌入树木，产生远远超出了大多数人在汽车残骸中经历的力量 - 那么我们可以更好地保护士兵。
这个问题使史密斯感到头晕目眩。史密斯说:“我立刻意识到，这一点被可悲地忽略了。”自然界中有很多动物，它们的大脑通常会产生巨大的力量，却没有明显的损伤。其中包括大角羊;鲸鱼之间的碰撞;还有以每秒500英尺的速度一头扎进水里的鸟。动物是如何避免脑损伤的?
史密斯知道，动物的秘密不仅仅适用于士兵。关于一种类似痴呆症的综合症的报道越来越多，这种综合症曾折磨过前足球运动员，被称为慢性创伤性脑病。科学家们认为，这种情况并不一定是由剧烈的脑震荡造成的，而是由长时间反复轻微的撞击造成的。
问题是，人类的头部并不是“设计”来承受反复撞击的。大脑漂浮在液体中，从头骨上稍微移开。但因为它的密度与周围的液体不同——甚至大脑中的不同组织的密度也不相同——当你与另一个玩家碰撞时，大脑会穿过周围的液体，撞击头骨并变形。这种晃动，或者一些人称之为“摇铃”，会压缩和剪切神经元，损伤它们。也可能发生所谓的空化现象:流体压力的快速变化导致气泡的形成。换句话说，当你在足球场上被击中时，你的部分大脑可能会像刚打开的汽水罐一样嘶嘶作响。
史密斯有着兼收并蓄的背景:他拥有医学博士学位、数学技能和化学学位。他的公司的伤口护理产品通过保持伤口部位的水分来加速愈合。他也喜欢足球。他在高中时参加过游泳比赛。所以他深入研究啄木鸟生理学的文献，试图了解这种动物是如何保护自己的。
他立即确定了啄木鸟生理的不寻常的特征：它的长舌头，它在骷髅背面缠绕在下面和上面。靠着动物的颈静脉的肌肉移动舌头。因此，啄木鸟可以在理论上可以使用其omohyoyoy肌肉，因为它被称为限制这些静脉，从而减少了血液的流出。这是，史密斯认为，啄木鸟的秘密。它可能用它的长长的omoyoyoy肌肉扣除颈静脉，通过用血液填充其大脑来保护脑腿部。
史密斯想知道他如何在人身上复制这种基因。一种可能是提高二氧化碳含量。我们生产有限公司2在正常的细胞过程中，当我们呼气时将其排出。但是如果血液中的一氧化碳2如果温度过高，说明氧气不足，流向大脑的血液就会增加，以确保这个至关重要的器官有足够的氧气。这意味着使大脑膨胀的一种方法是增加血液中的一氧化碳2．
当你在足球场上被击中时，你的大脑可能会像刚打开的汽水罐一样嘶嘶作响。
事实上，史密斯怀疑啄木鸟和许多其他鸟类也会这样做——它们可以故意提高血液中的一氧化碳含量2．除了肺，鸟类还有一个独特的呼吸系统，它的特征是遍布全身的气囊。这些囊是通过鸟类中空的“充气”骨头连接起来的。史密斯认为，也许这种延伸的呼吸系统让一些鸟类能够“再呼吸”——重新吸入排出的一氧化碳2增加对二氧化碳的需求，增加它们大脑的血容量，并在鸟类生活的多次碰撞中保护它们的大脑。
史密斯需要证据证明这一点可能适用于人类。因此，他与辛辛那提儿童医院医学中心(Cincinnati Children 's Hospital Medical Center)运动医学研究主任格雷戈里·迈尔(Gregory Myer)合作。(如今史密斯是该中心的客座研究科学家。)的有限公司2假设提供了一个预测。高海拔改变了血液中二氧化碳和氧气的比例，导致大脑轻微肿胀。(在海拔很高的地方，肿胀会导致头晕和高原反应引起的呕吐。)这种轻微的、高海拔引起的“水肿”能保护人们的头部免受伤害吗?
迈尔和他的同事看着全国各地播放的NFL比赛数据库。他们发现，游戏在644英尺以上播放，令人震惊的脑震荡比下一次较低的游戏更少。较薄的空气或身体对较低氧气的适应性响应 - 似乎保护了球员的大脑。
美国对阳光照射的科学认识有误
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史密斯有一个诀窍，即使在第一次脸红，他们也不确定他是否疯狂或天才，即使是他的想法也是如此。最终是另一名研究科学家，名叫约瑟夫费舍尔，为模仿啄木鸟设计了更实用的方法。多伦多大学教授的费舍尔研究了气体如何在血液中弥漫，特别是二氧化碳。他同意在晚餐过度听到斯米斯，甲醛浸泡的啄木鸟。“他没有数据，但他有一个辉煌的洞察力，”费舍尔说。
不过，费舍尔并不认为史密斯最初的方法是正确的。他想提高人民的指挥官2人工诱导轻度脑肿胀，这样可以防止创伤。但是高CO2费舍尔思想会令人不舒服，让人们感觉好像是窒息和喘气。
经过训练的麻醉学家费希尔认为第二种方法更符合啄木鸟肩胛舌骨的解决方案，更有意义。他从自己的经验中知道，只要在一个人的脖子上施加一点压力，就会使大脑膨胀。他目睹了这一切的发生。脑外科医生有时会抱怨，在手术过程中，大脑会肿胀，所以他们派费舍尔去查明是什么原因使病人的脖子弯曲。(问题可能是病人的头稍微转了一下，对颈静脉施加了压力。)
所以忘记有限公司2,费雪的想法。你只需要轻轻按压他的脖子。费希尔在一家电子商店买了一副耳机，把金属表带弯曲了一点，然后把耳机套在脖子上，耳机垫贴在颈静脉上。他觉得自己的脸发红了。作为一名狂热的自行车爱好者，费希尔在接下来的两年里骑自行车的时候都会戴着这个简易的项圈。
“我们的大脑已经有了一个头盔，它叫做头骨。为什么要在头骨上再放一个贝壳呢?”
并非所有人都同意史密斯的基本科学前提。安德鲁·法尔克(Andrew Farke)是加州克莱蒙特雷蒙德·m·阿尔夫古生物博物馆(Raymond M. Alf Museum of Paleontology)的一名科学家，他研究的是用头撞人的动物。他说，啄木鸟和公羊是否真的能在不伤到大脑的情况下撞击自己的头部，还没有人研究过这个问题。他指出，人们普遍认为这些动物不会因为一辈子砸碎头部而出现问题，但这还没有得到证实。也许啄木鸟或公羊在野外活的时间不够长，没有患上CTE这样的退化性疾病。他说:“我们应该对他们没有任何不良后果的刻板印象进行评估。”
关于CO2假设。史密斯认为，大角羊以每小时40英里的速度撞击对方，产生高达500g的力量，通过它们中空的角“再呼吸”，提高它们血液中的CO2增加头部的血容量，并在可怕的碰撞中保护大脑。但法尔克说，这种动物的角是空心的，几乎不可能通过它呼吸。他说，空心的目的是在撞击区域和大脑之间制造距离。牛角本身也有助于分散力量。它们被包裹在由角蛋白构成的相同物质中，并且在碰撞时轻微弯曲，“就像汽车上的一个褶皱区，”法尔克说。
法尔克补充说，啄木鸟独特的缠绕舌头可以压住它们的颈静脉。但这种鸟也有很多其他的适应能力，包括喙和身体的减震区域。“只有一颗灵丹妙药是非常罕见的，”法尔克说。“和几乎所有事情一样，这是一系列的适应。”
然而，伊利诺斯州埃文斯顿市北岸大学健康系统神经外科系主任、脑震荡专家朱利安·贝利斯(Julian Bailes)进行的一项啮齿动物研究的结果却令所有人震惊。在老鼠的脖子上戴着一个项圈状的装置，当它们被击打头部时，这个装置会轻微挤压它们的颈静脉，与没有戴项圈的老鼠相比，它们的大脑损伤减少了83%。“我惊呆了，”费舍尔说。“如果能有10%的进步，我就很高兴了。”
足球头盔最初是为了防止头骨骨折而设计的，它们在这方面做得相当好。而是为了阻止运动内部头骨，头盔必须大大减缓撞击的速度。能够实现这一壮举的头盔可能看起来像一个巨大的、蓬松的棉花糖——笨重，也许从人体工程学角度来说不可能戴上。迈尔认为，无论头盔设计得多好，都不太可能在足球等运动中预防CTE。“我们的大脑已经有了一个头盔，它被称为头骨，”他说。“为什么要在头骨上再放一个贝壳呢?”你只是增加了质量。”
史密斯与一家名为Q30 Innovations的运动服装公司合作，设计一款供人类使用的项圈。他们发明的设备是由轻而有弹性的金属包裹在塑料聚合物中制成的。它是c形的，从脖子后面滑过，不会伤到气管。项圈使大脑中的血液增加大约一茶匙。这相当于当你躺下时，你的大脑中聚集的额外血液。或者当你打哈欠的时候。史密斯说:“如果你认为这是危险的生理机能，看在上帝的份上，不要打哈欠。”
为了测试人类的项圈，科学家们不能故意反复敲打人们的头部。于是，迈尔向辛辛那提的两所高中橄榄球队求助。玩家们同意在他们的头盔上安装一组传感器，让科学家们在游戏结束后看到玩家们经历了多少次碰撞，以及碰撞的力度。在一场比赛中，圣泽维尔高中(St. Xavier High School)重达225磅(约合454公斤)的中后卫伊莱贾·佩恩(Elijah Payne)打出了31次命中，有些命中的次数是重力的20倍。
Payne说，衣领习惯了一些习惯，特别是在激烈的实践期间的炎热天。他可以感受到脖子上的压力。一旦他在运行冲刺时，他几乎把它脱落了。“如果我说这不艰难，我会撒谎，”他说。但是Payne坚持不懈，随着时间的推移，他根本不再注意衣领。到本赛季结束时，它已成为另一块足球设备。
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在赛季前后，佩恩和他的同学们接受了一种叫做扩散张量成像的脑部扫描，这种扫描可以测量大脑损伤的变化。到赛季结束时，每个球员平均经历了约800次超过20g的头部撞击。当迈尔比较了戴项圈前后的扫描图时，他注意到没有戴项圈的孩子的大脑发生了变化——这是损伤的证据。另一方面，戴项圈的孩子变化明显更少。他们的大脑并没有遭受同样的痛苦。这一发现在曲棍球运动员身上也得到了证实。对啄木鸟有效的方法似乎对人类也有效。颅骨里多流点血就能保护大脑，减少损伤。
研究有一些弱点。迈尔说，没有安慰剂集团，没有佩戴衣领的球员，没有任何东西，这是在这些研究中难以做到的事情。并且没有人知道，如果通过漫反射成像测量的套环磨损组中看到的损坏的降低的损坏将转化为CTE的较低风险。到目前为止，CTE只能在死后诊断。
尽管如此，几年前开始的对啄木鸟的痴迷可能很快就会产生一种商业产品，通过轻轻挤压你的脖子来保护你的大脑。Q30 Innovations和另一家公司Performance Sports Group正试图获得FDA的批准，将这种项圈作为医疗器械出售。现年57岁的史密斯拥有这个项圈的专利，他即将离开医学领域，专注于一项研究，这项研究始于对啄木鸟生理学的痴迷研究。“我真的很担心足球的未来，”他说。“事实上，我不再喜欢了。我认为我们可以预防CTE。”
莫伊塞斯·韦拉斯克斯-马诺夫是一名记者，著有缺席的流行:理解过敏和自身免疫性疾病的新方法。
