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人氣動畫《鬼滅之刃》裏有一個(ge) 著名的梗：主角炭治郎到了危急時刻，多次用額頭去撞敵人，許多人戲稱 “炭治郎的大絕是頭槌”、“炭治郎應該叫頭柱”。看來殺鬼是個(ge) 高危職業(ye) ，除了虛構的惡鬼，還要擔心現實中的疾病：慢性創傷(shang) 性腦病變（chronic traumatic encephalopathy，簡稱CTE）。

看著就疼…… | 《鬼滅之刃》

撞擊的代價(jia)

腦袋頻繁受到衝(chong) 擊，會(hui) 對腦部造成不可逆的損害。在受傷(shang) 後8~10年內(nei) ，CTE病人的心智能力會(hui) 逐步下降，出現抑鬱、記憶力減退等症狀，嚴(yan) 重者會(hui) 完全失去生活自理能力，而且無法治療。CTE高發於(yu) 容易遭受撞擊的人，比如一些需要激烈身體(ti) 接觸的運動員。

有一部電影《震蕩效應》（Concussion），是真實事件改編的，講的是橄欖球運動員的CTE職業(ye) 病。拳擊手也是CTE高發的人群，有一種形式的CTE，甚至得到了“拳擊手癡呆”（boxer's dementia）的俗稱。

罹患CTE之後萎縮的腦 | Boston University Center for the Study of Traumatic Encephalopathy

出於(yu) 個(ge) 人興(xing) 趣，我還可以補上一條，前橫綱曙太郎（相撲退役之後，還打過綜合格鬥）晚年罹患失憶。CTE要過世後檢查腦組織才能確診，我無法替他診斷，但這是一個(ge) 值得考慮的思路。

人類並不是唯一麵臨(lin) 撞頭風險的動物。繁殖期的公大角羊（Ovis canadensis）爭(zheng) 奪配偶，會(hui) 進行“撞頭大賽”。兩(liang) 頭公羊互相衝(chong) 撞時，撞擊的力量達到3400N，撞擊瞬間的減速接近300米每秒。我們(men) 有理由猜想，它們(men) 已進化出了某些避免腦殼撞壞的特征，而這些特征就可能啟發我們(men) ，為(wei) 運動員和殺鬼劍士想出保護腦袋的辦法。

大角羊用角互撞 | Gregbalvin / youtube

大角羊的啟示

減震器的功能是把動能轉化為(wei) 其他形態。在衝(chong) 撞發生的一段時間內(nei) ，減震器發生彈性形變，減小動能。你可以想象《貓和老鼠》裏的海綿床墊，接住從(cong) 高空落下的湯姆之後，床墊深深地陷進去，延長了接觸時間，減少了作用在湯姆身上的動能。

大角羊的角外層是角蛋白，內(nei) 層是骨質的角芯，角芯內(nei) 部的骨頭是像泡沫紙一樣薄片狀的，特別疏鬆多孔，起到減震的作用。大角羊角芯早已引起注意，甚至有人研究仿生學，模仿角芯研製緩衝(chong) 材料，希望能發明減震效果更好的橄欖球頭盔。

大角羊疏鬆多孔的角芯 | Trevor G. Aguirre et al. / Scientific Reports (2020)

大角羊不僅(jin) 會(hui) 撞角，還會(hui) 用角撞擊對方的額頭，所以角不會(hui) 是唯一的減震措施。另一個(ge) 經常被猜測為(wei) 減震器的部分是額竇（frontal sinus）。額竇是骨頭構成的兩(liang) 個(ge) 空腔，一般位於(yu) 從(cong) 鼻根到額頭的位置。人類的額竇隻有大概3厘米高，大角羊和其他一些羊類的額竇巨大，甚至延伸到了角芯裏，不禁讓人懷疑，它應該有什麽(me) 特別的作用。

不過，解剖學家法爾克（Andrew A. Farke）研究了山羊頭骨的額竇，認為(wei) 它的減震效果很有限。巨大的“腦洞”，更可能是為(wei) 了節省骨質，並減輕頭骨重量。法爾克還比較了多種牛科動物的頭骨，雖然有些動物（比如大角羊和山羊）會(hui) 撞頭且有額竇，但同樣會(hui) 撞頭的麂羚（cephalophine），根本沒有額竇！認為(wei) 大角羊有很大的額竇，額竇就一定能保護腦子，犯了過度歸因的錯誤。

山羊頭的斷層掃描圖，圈出的部分是額竇 | Mohsen Tohidifar et al. / Anatomical Science International (2020)

血管充當減震？

還有一種猜想，證據並不充分，但很有意思。作者邁爾（Gregory D. Myer）是運動醫學專(zhuan) 家而非動物專(zhuan) 家。他是在媒體(ti) 采訪時提出來的，所以沒有參考文獻。

腦子不是嚴(yan) 絲(si) 合縫的待在腦殼裏，腦殼有空隙，遭受衝(chong) 擊腦子就會(hui) 晃蕩。如果能減少空隙，就能減少腦子晃動的幅度，從(cong) 而降低腦子受損的風險。用什麽(me) 來填這個(ge) 空隙呢？血管。大角羊空心的角芯與(yu) 呼吸係統相連，能夠儲(chu) 存呼出的空氣再吸進，呼出的高濃度二氧化碳進入血液之後，顱內(nei) 血管就會(hui) 擴張，免得腦子晃悠。換言之，膨脹的血管起到了禮盒中拉菲草的作用，填充空隙以減震。

順便一提，犀牛其實是不會(hui) 撞頭的 | Pixabay

邁爾根據這個(ge) 原理，研究了一種運動員保護腦袋的項圈。項圈輕輕壓迫頸靜脈，減緩腦袋的血液回流，讓顱內(nei) 血管脹起來，填補空隙，減少腦子受到的衝(chong) 擊力。項圈已經投入實驗，不過他對大角羊的解釋，並沒有可靠的證據。

動物也不能幸免？

最後我們(men) 也要考慮一種可能性，那就是動物也不能避免CTE之苦。去年，解剖學家阿克曼（Nicole L Ackermans）等人發表了一篇短小的報告，她的研究團隊在麝牛（Ovibos moschatus）的腦子裏，發現了微小的腦損傷(shang) 跡象，類似人類的CTE的早期症狀，公麝牛爭(zheng) 偶也會(hui) 用腦袋互相猛撞。幾年前的一項研究，在最擅長應對腦震蕩的動物——啄木鳥的腦子裏發現了tau蛋白沉積，這也可能是腦損傷(shang) 的征兆。可見它們(men) 的腦袋也不是刀槍不入的。

麝牛的撞擊，砰！！| Edna Ruud / Facebook

進化並不是萬(wan) 能的。成年公麝牛重達300公斤，啄木鳥啄樹的瞬間加速度達到1200個(ge) g，也許這樣巨大的衝(chong) 擊，超出了動物組織的材料性能極限。而且進化不是隻賺不賠的買(mai) 賣，而是各方麵“賺”和“虧(kui) ”的權衡。公麝牛無法打敗情敵而沒有後代，要比腦損傷(shang) 糟糕得多。

也許對比人類壽命短，也不那麽(me) 聰明的動物來說，腦損傷(shang) 也不像對我們(men) 那麽(me) 可怕。子非麝牛，安知麝牛有沒有把自己撞傻了呢？

參考文獻

[1] Ackermans, Nicole L., et al. "Traumatic brain injury-like pathology in muskoxen. Implications for natural occurrences of TBI." Society for Neuroscience Global Connectome (2021).

[2] Ackermans, Nicole L., et al. "Unconventional animal models for traumatic brain injury and chronic traumatic encephalopathy." Journal of neuroscience research 99.10 (2021): 2463-2477.

[3] Farah G, Siwek D, Cummings P. Tau accumulations in the brains of woodpeckers[J]. PloS one, 2018, 13(2): e0191526.

[4] Farke, Andrew A. "Frontal sinuses and head-butting in goats: a finite element analysis." Journal of Experimental Biology 211.19 (2008): 3085-3094.

[5] Myer G D, Yuan W, Barber Foss K D, et al. The effects of external jugular compression applied during head impact exposure on longitudinal changes in brain neuroanatomical and neurophysiological biomarkers: a preliminary investigation[J]. Frontiers in neurology, 2016, 7: 74.

作者：紅色皇後

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