I picchi non resistono alle conseguenze dannose degli urti alla testa; li evitano. Beccano a velocità comprese tra 5,6 e 7,5 m/s per 10-15 ms. La forza di picco d'impatto stimata che sostengono è inferiore a 1.000 g, dove g è l'accelerazione gravitazionale (g=9,81 m/s2). Misurando le pressioni intracraniche e le accelerazioni craniche nei picchi anestetizzati, è stato dimostrato che le forze di impatto superiori a 1.250 g (12,2 kPa) provocavano lesioni alla testa significative, mentre le forze fino a 1.000 g (9,8 kPa) no.
Con forze d'impatto molto elevate si verifica uno stato transitorio di “commozione cerebrale” in cui il cervello viene premuto contro il cranio (deformazione del cervello), si verifica un breve periodo di blackout e il picchio perde la presa. La capacità dei picchi di beccare ripetutamente per lunghi periodi senza subire lesioni richiede un rapido recupero dalle conseguenze dell'impatto.
Le tre caratteristiche dell'anatomia e del comportamento del picchio responsabili della prevenzione (o della minimizzazione) delle lesioni alla testa sono un cranio rigido, un cervello di massa ridotta e un'azione di rapido rinculo dell'apparato ioide (Fig. 1). Il cranio è rigido in modo da minimizzare le forze trasmesse al cervello (riduzione dello sforzo). Gran parte dell'energia dell'impatto viene assorbita dal cranio, che si deforma elasticamente. Il cranio è rinforzato da una rete di trabecole ossee incrociate, particolarmente sviluppata nella parte posteriore del cranio, dietro il cervello (Fig. 1). La massa cerebrale dei picchi è ridotta rispetto alla massa corporea, riducendo la forza inerziale durante l'impatto. La parte posteriore del cranio è concava, lasciando spazio sufficiente affinché il piccolo cervelletto possa ritirarsi da un percorso di impatto diretto tra la punta del becco e il cranio. Infine, l’apparato ioide del picchio funziona come un casco integrato, con la parte anteriore della lingua avvolta attorno al cranio come un ammortizzatore. L'azione ammortizzante dell'apparato ioide è associata anche al rapido rinculo del becco al termine dell'impatto. Questa azione fornisce una controforza che inverte rapidamente l’accelerazione della testa e del cervello, spingendoli in avanti appena prima che l’impatto spinga la testa all’indietro.
La funzione principale dell'ioide è quella di trattenere la lingua nel becco, ma agendo come un casco è effettivamente un ammortizzatore (Fig. 2). Quando la punta del becco colpisce il legno con una forza fino a 1.250 g (12,2 kPa), si ferma improvvisamente, ma la testa continua ad avanzare. Questo movimento comprime l'apparato ioide e l'aria nel seno, che funge da meccanismo di ammortizzazione contro gli urti. L'estremità anteriore dell'apparato ioide flessibile si estende in avanti appena sopra la placca ossea della mascella superiore, fornendo la prima barriera al cervello quando il becco si ferma improvvisamente. L'apparato ioide continua come sottili bastoncini ossei che giacciono contro l'interno del cranio, raggiungendo tutta la parte posteriore del cranio. Queste aste sono racchiuse all'interno della lingua, che, a sua volta, riempie la mascella superiore fino alla punta del becco. Non è solo lo ioide stesso, ma l’aria che circonda lo ioide e la lingua a fornire l’“effetto idraulico” necessario per prevenire lesioni alla testa. Alla fine dell'impatto (10-15 ms), le forze elastiche del becco e l'azione di rinculo dell'apparato ioide spingono nuovamente il becco in avanti mentre la testa viene rimessa in posizione (Fig. 2).
Questi tre speciali adattamenti dei picchi consentono loro di beccare ad alta velocità per localizzare il cibo nel legno marcio senza danneggiare il cervello; tuttavia, non proteggono dalle lesioni derivanti da collisioni con oggetti duri, come cavi telefonici e lastre di vetro, che spesso si rivelano fatali.
