Les pics subissent-ils des commotions cérébrales?
Un pic sur un arbre à Montréal, au Québec (BalkansCat, iStockphoto)
Un pic sur un arbre à Montréal, au Québec (BalkansCat, iStockphoto)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Lorsque le pic frappe le bois avec son bec, sa tête reçoit à chaque fois un coup plutôt conséquent. Et pourtant, les scientifiques pensent que le corps des pics est adapté pour les empêcher de se blesser lors de ce tambourinage.
As-tu déjà entendu un pic picorer le bois d’un arbre? Grâce à leur bec, ces oiseaux fascinants peuvent forer les arbres pour trouver de la nourriture ou pour créer un nid. Ils peuvent piquer un arbre jusqu’à 20 fois par seconde et ils font généralement jusqu’à 12 000 frappes par jour!
Le piquage génère une grande force sur le cerveau du pic. En effet, cette force est environ 10 fois supérieure à celle qui provoquerait une commotion cérébrale chez l’homme. Pourtant, depuis longtemps, les scientifiques pensent que les pics n’ont pas de maux de tête ni de commotions cérébrales. Pourquoi donc?
Quand un pic picore un arbre, son bec reçoit un grand choc. L’anatomie de cet oiseau est spécialement conçue pour absorber cette force et éviter qu’il ne se blesse. Son bec et son crâne de formes particulières dirigent la majeure partie de l’énergie associée à cette force dans le reste de son corps, ce qui protège le cerveau et prévient les commotions cérébrales ou les blessures.
La tête du pic
Plusieurs caractéristiques anatomiques protègent les pics. Tout d’abord, ils ont une structure osseuse soutenue par la langue qui commence dans la bouche, s’enroule autour du crâne et s’attache entre les yeux; c’est ce qu’on appelle l’hyoïde, qui agit presque comme une ceinture de sécurité autour du cerveau et qui absorbe une partie de l’énergie de la collision.
Le savais-tu?
La langue d’un pic peut atteindre jusqu’à 3 fois la longueur de son bec! Cela les aide à atteindre les insectes dans les arbres ou les trous.
Le cerveau du pic
On sait que les blessures par impact peuvent survenir lorsque le cerveau se déplace dans le crâne. Mais les pics ont un cerveau relativement petit qui est très serré dans leur crâne. Il n’y a donc pas assez d’espace pour que le cerveau bouge dans le crâne et soit potentiellement meurtri.
En plus, dans les blessures par impact, les dommages dépendent de la taille de la zone où la force est appliquée. Le cerveau du pic est situé de telle sorte que, lorsqu’il se déplace d’avant en arrière dans le crâne, une grande partie du cerveau frappe le crâne; la force de la collision est ainsi répartie sur une grande surface du cerveau. Ceci cause moins de dégâts que si toute la force était dirigée vers un seul endroit du cerveau. C’est comme si tu étais allongé sur un lit de clous, tu ne serais pas blessé; mais si tu marchais sur un clou, tu aurais très mal!
Le savais-tu?
Le pic a une troisième paupière qui empêche le globe oculaire de sortir quand il picore.
Lorsque le cerveau est vraiment petit, son rapport surface/poids est élevé. C’est un autre moyen de répartir la force d’impact sur une zone beaucoup plus vaste et de provoquer moins de dégâts. A contrario du cerveau humain qui est plus gros, la force de frappe que nous recevons provoque des dommages à la région touchée du cerveau.
Le cerveau des pics est entouré d’un os spongieux, épais et en forme de plaque. Cette caractéristique l’aide à absorber et à diminuer la force de l’impact.
Enfin, le pic frappe toujours sa cible en ligne droite directe. Cela évite toute rotation ou fracture du cerveau. L’anatomie est bien conçue pour qu’un coup direct au cerveau ne cause aucun dommage.
Le savais-tu?
Les scientifiques commencent à utiliser les caractéristiques de la tête du pic pour la conception de casques de protection pour les humains!
Donc les pics ne sont jamais blessés?
Malheureusement non. Quand ils sont frappés ou qu’ils frappent eux-mêmes sans picorer en ligne droite, les pics sont aussi vulnérables que les autres oiseaux. Par exemple, ils sont tout aussi susceptibles que les autres oiseaux de se blesser ou d’être tués après avoir volé tête première dans une fenêtre.
Moreover, thanks to recent research, scientists can not be absolutely certain that peaks do not suffer any brain injury. According to a study published in 2018, the brain of the peaks could contain a protein called tau. In the human brain, tau protein is associated with brain damage. Scientists do not yet fully understand how this protein works in the brains of humans or birds. But this discovery is a good reminder of how, in science, there are always more questions to ask!
Amorces de discussion
- As-tu déjà eu une commotion cérébrale? Comment t’es-tu senti juste après? Comment était ton rétablissement?
- As-tu déjà vu ou entendu un pic picorer un arbre? Comment c’était?
- Portes-tu toujours un casque quand tu fais des activités qui pourraient provoquer une commotion cérébrale? Crois-tu qu’un casque est toujours nécessaire? Explique.
- Connais-tu quelqu’un qui a subi une commotion cérébrale? Quel a été l’impact sur leur quotidien? Est-ce que le choc aurait pu être évité? Comment?
- Pourquoi les commotions cérébrales et la prévention des commotions cérébrales sont-elles devenues un sujet plus présent dans l’actualité?
- Que connaissons-nous des commotions cérébrales de nos jours que nous ne connaissions pas il y a 50 ans? Quelles sciences et technologies ont contribué à mieux comprendre leurs effets?
- Est-ce qu’étudier les subtilités du cerveau de l’oiseau représente une dépense valide de recherche? Expliquer.
- Comment le cerveau du pic s’est-il adapté pour prévenir les lésions cérébrales quand il picore un arbre?
- Comment un casque peut-il empêcher les contusions? Quelles caractéristiques font qu’un casque assure une bonne protection?
- Quelle preuve existe qu’un casque aide à réduire les blessures au cerveau?
- Comme l’os spongieux du pic, les os des bébés humains sont composés de cartilage souple et flexible à la naissance. Quel est le but de cette caractéristique du développement humain?a
- Comment la recherche sur le crâne du pic contribue-t-elle à la compréhension scientifique?
- Pourquoi les animaux modèles, comme les pics, sont-ils utiles à la recherche scientifique? Quels sont les animaux modèles typiques utilisés dans la recherche scientifique? Comment un animal modèle est-il sélectionné à des fins de recherche? (Remarque : Cette question nécessitera des recherches supplémentaires.)
- Les enseignants pourraient utiliser cet article comme une introduction intéressante au sujet des commotions cérébrales, de la physique des commotions cérébrales et/ou du thème des adaptations animales, tant structurelle que comportementale.
- Après avoir lu l’article, les élèves peuvent compléter une activité Tournoi des idées principales. Les étudiants résument d’abord les idées clés de l’article, puis forment des paires et enfin des groupes de quatre pour finaliser l’idée clé de l’article. Les Tournoi à la ronde des idées maîtresses fiches reproductibles prêtes à l’emploi sont disponibles dans les formats [Google doc] et [.pdf].
- Les élèves peuvent également lire l’article et visionner la vidéo Les Pics. Après lecture et visionnement, demandez aux étudiants de compléter une stratégie d’apprentissage Diagramme de Venn – Texte et vidéo afin de rassembler et de comparer les points clés de chaque format multimédia. Le Diagramme de Venn – Texte et vidéo fiches reproductibles prêtes à l’emploi sont disponibles dans les formats [Google doc] et [.pdf].
Faire des liens
- As-tu déjà eu une commotion cérébrale? Comment t’es-tu senti juste après? Comment était ton rétablissement?
- As-tu déjà vu ou entendu un pic picorer un arbre? Comment c’était?
- Portes-tu toujours un casque quand tu fais des activités qui pourraient provoquer une commotion cérébrale? Crois-tu qu’un casque est toujours nécessaire? Explique.
- Connais-tu quelqu’un qui a subi une commotion cérébrale? Quel a été l’impact sur leur quotidien? Est-ce que le choc aurait pu être évité? Comment?
Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement
- Pourquoi les commotions cérébrales et la prévention des commotions cérébrales sont-elles devenues un sujet plus présent dans l’actualité?
- Que connaissons-nous des commotions cérébrales de nos jours que nous ne connaissions pas il y a 50 ans? Quelles sciences et technologies ont contribué à mieux comprendre leurs effets?
- Est-ce qu’étudier les subtilités du cerveau de l’oiseau représente une dépense valide de recherche? Expliquer.
Explorer les concepts
- Comment le cerveau du pic s’est-il adapté pour prévenir les lésions cérébrales quand il picore un arbre?
- Comment un casque peut-il empêcher les contusions? Quelles caractéristiques font qu’un casque assure une bonne protection?
- Quelle preuve existe qu’un casque aide à réduire les blessures au cerveau?
- Comme l’os spongieux du pic, les os des bébés humains sont composés de cartilage souple et flexible à la naissance. Quel est le but de cette caractéristique du développement humain?a
Nature de la science et de la technologie
- Comment la recherche sur le crâne du pic contribue-t-elle à la compréhension scientifique?
- Pourquoi les animaux modèles, comme les pics, sont-ils utiles à la recherche scientifique? Quels sont les animaux modèles typiques utilisés dans la recherche scientifique? Comment un animal modèle est-il sélectionné à des fins de recherche? (Remarque : Cette question nécessitera des recherches supplémentaires.)
Suggestions pour l'enseignement
- Les enseignants pourraient utiliser cet article comme une introduction intéressante au sujet des commotions cérébrales, de la physique des commotions cérébrales et/ou du thème des adaptations animales, tant structurelle que comportementale.
- Après avoir lu l’article, les élèves peuvent compléter une activité Tournoi des idées principales. Les étudiants résument d’abord les idées clés de l’article, puis forment des paires et enfin des groupes de quatre pour finaliser l’idée clé de l’article. Les Tournoi à la ronde des idées maîtresses fiches reproductibles prêtes à l’emploi sont disponibles dans les formats [Google doc] et [.pdf].
- Les élèves peuvent également lire l’article et visionner la vidéo Les Pics. Après lecture et visionnement, demandez aux étudiants de compléter une stratégie d’apprentissage Diagramme de Venn – Texte et vidéo afin de rassembler et de comparer les points clés de chaque format multimédia. Le Diagramme de Venn – Texte et vidéo fiches reproductibles prêtes à l’emploi sont disponibles dans les formats [Google doc] et [.pdf].
En savoir plus
Pourquoi les pics-bois ne souffrent-ils pas de commotions cérébrales? (2019) Ici Canada (8 min 50 sec)
Références
Fisher, N. (2016, janvier 6). Bird brains: Why don't woodpeckers get concussions? Forbes.
Farah, G., Siwek, D., & Cummings, P. (2018). Tau accumulations in the brains of woodpeckers. PLOS ONE, 13(2). DOI: 10.1371/journal.pone.0191526
Griffiths, S. (2014, aout 11). How the woodpecker avoids brain damage: Unique anti-shock body structure absorbs 99% of impact energy. The Daily Mail.