作者：曾準 醫師｜中國醫藥大學附設醫院 脊椎微創中心
在《哈利波特》電影裡，我們常看到貓頭鷹以神秘守夜者的姿態登場；而在動物園、森林公園，甚至某些球場的夜晚，也可能不小心與貓頭鷹正面交鋒。這時候，你或許會目睹一幕令人倒抽一口氣的畫面：
貓頭鷹靜靜站著，忽然間，牠的頭慢～～慢～～地往後轉了一大半圈！
身為脊椎外科醫師，當我親眼見到這一幕，第一個直覺反應就是：「哇！這脖子真的不會閃到嗎？」出於職業病（也是一點點好奇心），我立刻翻閱文獻，找到一篇精彩研究，揭開了這項驚人能力的結構祕密：
Barn owls maximize head rotations by a combination of yawing and rolling in functionally diverse regions of the neck https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28449202/
貓頭鷹驚人旋轉術的結構奧秘
這項研究探討了倉鴞 (Barn Owl, Tyto furcata pratincola) 卓越的頸部活動能力，特別是牠們如何實現超過270度的頭部旋轉。
為什麼牠們需要這樣的頸部功能？
- 貓頭鷹的眼睛位置固定、無法轉動，必須靠轉頭來調整視野。
- 面盤構造類似「收音碗」，有助偵測聲音方向，結合靈活的頭部轉動，提升狩獵準確性。
- 貓頭鷹的頸椎多達14節（人類僅有7節），呈S型排列，具備極高的彈性與結構差異。
研究方法
研究團隊透過以下三種方式進行探索：
- 活體X光透視：觀察兩隻活體倉鴞自然轉頭時的頸部運動。
- 解剖強制旋轉：對三隻自然死亡的倉鴞進行最大極限的人工旋轉，模擬極端情況。
- CT斷層與3D頸部重建模型：建立活動模型並分析各關節在偏航（yaw）與滾動（roll）方向的旋轉能力。
研究發現重點摘要
三大區域分工明確
研究團隊根據頸椎的解剖特徵（例如中央管直徑、關節突形狀）將整條頸椎分為三個功能區：
- 上部頸椎（J0-J4）：偏航能力最強，幾乎是頭部大幅旋轉的核心區域。
- 中部頸椎（J5-J9）：結構穩定，貢獻較少旋轉角度，像是「穩定核心」。
- 下部頸椎（J10-J14）：具高滾動能力，有助於頭部傾斜與橫向延伸。
活體觀察
- 頸部自然呈現S型曲線。
- 轉頭初期由下部主導滾動，後期由上部主導偏航來完成大幅度旋轉。
屍體組織模擬
- 所有樣本都能在不破壞肌肉與韌帶的情況下實現超過360度的旋轉。
- 在極端角度下，脖子會整體彎曲並縮進肩膀區域，顯示出結構的高度彈性。
CT重建模型分析
- 個別關節分析：最大偏航角出現在J0（部分甚至近乎無限制），最大滾動角約40度，集中在上與下區域。
- 整體旋轉分析：即使在較小椎間距（0.17mm）下，整體頸部可產生超過300度旋轉。
實驗限制與比較
- CT模擬排除肌肉等軟組織限制，因此骨骼上理論旋轉度數可能高於活體真實數值。
- 與灰林鴞 (Strix aluco) 比較後發現，兩者在頸部上段與下段旋轉能力類似，但中段略有差異。
親子延伸觀察任務
👨👩👧 回家不妨和孩子一起試試：
- 對著鏡子慢慢轉頭，感受人類脖子的活動範圍（記得別太用力唷）
- 調查一下人與貓頭鷹頸椎的節數差異（7 vs 14）
- 到動物園觀察貓頭鷹轉頭時是否會伴隨羽角擺動？
📌 小提醒：人類千萬不要模仿貓頭鷹「猛轉脖子」，我們的頸椎可是沒有牠們那麼厲害的設計！
結語：從好奇到啟發
從一個夜晚與野生貓頭鷹不期而遇的驚喜，到深入探索脊椎運動的科學知識，這段旅程不僅讓我更加佩服自然界的設計，也讓我重新思考──
每一次生活中的驚嘆，或許都是教育最好的開端。
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