このフクロウは、首の血管を傷つけることなく頭を270度回転させることができる他のフクロウ種と適応を共有しています。 FlickrユーザーThe Rocketeer経由の写真
フクロウがどのように頭をほぼ完全に振り向くことができるか疑問に思ったことはありませんか？
彼らは、保護血管の複雑で適応性のあるネットワークを備えており、これにより首の構造が不細工に見えます。これは、研究者が初めて解剖、マッピング、図解したネットワークです。
「今まで、頭や首の動脈の外傷によって引き起こされる人間の怪我に対処する私のような脳画像診断の専門家は、頭の動きが速く、ねじれているので、何千ものフクロウが脳卒中から死んで横たわっていない理由について常に困惑していましたジョンズ・ホプキンスのインターベンション神経放射線科医であり、研究の上級研究員であるフィリップ・ガイロード博士は声明で述べた。 これらの発見を描いたポスターは、2012年のサイエンス誌が昨日発表した2012年国際科学および工学視覚化チャレンジで1位を獲得しました。
フクロウや人間を含むほとんどの動物の首の頸動脈と椎骨動脈は、繊細で壊れやすい構造です。 それらは、小さな破れや血管の内張りの伸びに非常に敏感です。 人間では、このような怪我はよくあることです。自動車事故、むち打ち症のジェットコースターの乗り心地、またはカイロプラクティックの操作が間違っていた場合のむち打ちです。 しかし、彼らも危険です。 突然のねじれ運動によって引き起こされる血管の裂け目は、破裂する可能性のある血餅を生成し、時には、致命的である可能性がある塞栓症または脳卒中を引き起こす。
一方、フクロウは頭の下を走る血管を傷つけることなく首を両方向に最大270度回転させることができ、脳への血液供給を遮断することなく行うことができます。
研究者のフィリップ・ガイロード（右）とファビアン・デ・コック・メルカド（左）は、自然の原因で死んだフクロウの骨と血管の構造を調べます。 写真提供：ジョンズ・ホプキンス
血管の内部のX線画像を生成する医療イラスト、CTスキャン、および血管造影を使用して、研究者は、自然からの死後、数十頭の雪、むち、およびフクロウの頭と首の骨構造と血管構造を研究しました原因。 3種はすべてアメリカ原産で、生息地は南米本土の最南端であるティエラデルフエゴからアラスカおよびカナダの北極ツンドラにまで及びます。
研究者は、フクロウの動脈に染料を注入して血流を模倣し、鳥の頭を手動で回転させたときに、人間の頭を回す能力とは非常に対照的なメカニズムが作用しているのを見ました。 フクロウの頭の基部、顎骨のすぐ下にある血管は、染料がさらに流入するにつれて膨張し続けました。最終的に、液体は小さなリザーバーに溜まりました。 私たちの動脈は、頭の回転中に小さくなる傾向があり、同じようにふくらむことはありません。
死んだフクロウの血管に注入された染料は、頭が手動で回転するときに小さなリザーバーに溜まります。これは、脳への途切れない血流を可能にする機能です。 ジョンズ・ホプキンスの厚意による画像
研究者たちは、この機能がトップヘビーウイングクリーチャーをサポートするために重要であると信じています。 頭を前後にひねりながら、フクロウの貯水池は、鳥が目と脳の機能を維持するために血液を溜めることを可能にします。 この相互接続された血管ネットワークは、血流の中断を最小限に抑えるのに役立ちます。
しかし、これらのサイレントハンターの正面突撃能力はさらに複雑であり続けた、と研究者は発見した。 フクロウの首では、脳に栄養を与える主要な動脈の1つが鳥の脊椎の骨の穴を通ります。 横孔として知られているこれらの空洞は、通過する動脈の直径の10倍の大きさでした。 研究者は、広々とした余分なスペースが動脈を緩衝し、ねじれ運動中に安全に移動できるようにする複数のエアポケットを作成すると言います。
「人間の場合、椎骨動脈は実際に首の空洞を抱き締めます。 しかし、これは、フクロウの場合ではなく、その構造は、より大きな動脈の柔軟性と動きを可能にするために特別に適応されています」 De Kok-Mercadoは、メリーランド州のHoward Hughes Medical Instituteの医療イラストレーターです。
この適応は、フクロウの首の14の椎骨のうち12に現れました。 椎骨動脈は、他の鳥よりも首まで高く入り、14番ではなく12番の椎骨（上から数えたとき）に導入され、血管にゆるみと呼吸の余地を与えます。 吻合と呼ばれる頸動脈と椎骨動脈の間の小さな血管の接続は、フクロウの首が最も極端なねじれと曲がり角にゆがめられたときでさえ、脳への血流を中断させません。
「フクロウの解剖学に関する詳細な研究は、フクロウがどのように極端な頭の回転を処理するのに適応したかについての多くの興味深い神経血管医学の謎の1つを解決します」と、デ・コック・メルカドは言いました。
チームの次は、鷹の解剖学を研究して、他の鳥類が左右に見えるフクロウの適応機能を持っているかどうかを調べます。
