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Comment les hiboux peuvent-ils faire pivoter leur tête de 270 degrés sans mourir ?

Pour les humains, les girations soudaines de la tête et du cou, qu'elles soient dues à des accidents de voiture, à des montagnes russes ou à une chiropratique qui tourne mal, peuvent déchirer les parois des vaisseaux sanguins du cou, entraînant la formation de caillots pouvant provoquer un accident vasculaire cérébral. Ce n'est pas le cas chez les hiboux, qui peuvent rapidement faire pivoter leur tête de 270 degrés dans les deux sens sans endommager les vaisseaux sanguins ni couper le flux sanguin vers le cerveau. Comment font-ils?

Pour résoudre le mystère, les scientifiques de Johns Hopkins, dirigés par l'illustrateur médical Fabian de Kok-Mercado et le neuroradiologue Philippe Gailloud, ont utilisé l'angiographie et la tomodensitométrie pour examiner l'anatomie d'une douzaine de chouettes des neiges, des chouettes rayées et des grands ducs d'Amérique décédés de causes naturelles. Ils ont découvert que les oiseaux sont équipés de quatre adaptations biologiques qui empêchent les blessures causées par un mouvement de rotation rapide ; leur étude paraît dans le dernier numéro deLa science.

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«Jusqu'à présent, les spécialistes de l'imagerie cérébrale comme moi qui traitent les blessures humaines causées par des traumatismes aux artères de la tête et du cou ont toujours été perplexes quant à la raison pour laquelle les mouvements rapides et tordus de la tête n'ont pas laissé des milliers de hiboux morts sur le sol de la forêt après un accident vasculaire cérébral ', a déclaré Gailloud dans un communiqué de presse annonçant les résultats de l'étude. « Les artères carotides et vertébrales du cou de la plupart des animaux, y compris les hiboux et les humains, sont très fragiles et très sensibles aux déchirures, même mineures, de la paroi du vaisseau. »

Après avoir radiographié, disséqué et analysé les vaisseaux sanguins du cou des oiseaux morts, les chercheurs ont injecté un colorant dans les artères des hiboux morts pour imiter le flux sanguin et ont tourné la tête manuellement. Ce qu'ils ont trouvé était surprenant : contrairement aux humains, dont les artères se rétrécissent lorsque la tête tourne, les vaisseaux sanguins juste sous la mâchoire à la base de la tête des hiboux sont devenus de plus en plus gros à mesure que le colorant pénétrait, mais avant que le liquide ne s'accumule dans les réservoirs. . Ces réservoirs contractiles, disent les scientifiques, sont ce qui permet aux hiboux de tourner la tête si radicalement tout en ayant suffisamment de sang pour nourrir les yeux et le cerveau. De plus, un réseau vasculaire de soutien complexe minimise les interruptions du flux sanguin ; les scientifiques ont découvert que les hiboux ont de petits vaisseaux entre les artères carotides et vertébrales qui permettent au sang de circuler entre les deux vaisseaux. Ainsi, même si une route est bloquée par une rotation extrême du cou, une autre peut fournir un flux sanguin ininterrompu vers le cerveau.

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Les os dans le cou des hiboux ont également des adaptations conçues pour faciliter une rotation extrême. L'une des principales artères alimentant le cerveau des oiseaux passe par des trous dans les vertèbres, appelés foramine transversale ; l'équipe a découvert que ces trous avaient un diamètre 10 fois plus grand que l'artère. Cet espace supplémentaire crée des poches d'air qui permettent à l'artère de se déplacer lorsqu'elle est tordue ; 12 des vertèbres du cou des hiboux avaient cette adaptation. «Chez l'homme, l'artère vertébrale épouse vraiment les cavités creuses du cou. Mais ce n'est pas le cas chez les hiboux, dont les structures sont spécialement adaptées pour permettre une plus grande flexibilité et mouvement artériels », a déclaré de Kok-Mercado. De plus, l'artère vertébrale des hiboux pénètre dans le cou plus haut que chez les autres oiseaux - en entrant à la 12e vertèbre cervicale plutôt qu'à la 14e - ce qui permet plus de mou.

'Les résultats de notre nouvelle étude montrent précisément quelles adaptations morphologiques sont nécessaires pour gérer de telles girations de la tête et pourquoi les humains sont si vulnérables aux blessures ostéopathiques causées par la thérapie chiropratique', a déclaré Gailloud. 'Les manipulations extrêmes de la tête humaine sont vraiment dangereuses parce que nous manquons tellement des caractéristiques de protection des vaisseaux que l'on voit chez les hiboux.' L'équipe a créé une affiche (ci-dessus) qui détaille leurs découvertes et prévoit d'étudier l'anatomie des faucons pour voir si ces oiseaux ont des adaptations similaires pour la rotation de la tête.