Spechten zijn niet bestand tegen de schadelijke gevolgen van hoofdstoten; ze vermijden ze. Ze pikken snelheden van 5,6 tot 7,5 m/s gedurende 10-15 ms. De geschatte maximale impactkracht die ze ondergaan ligt onder de 1.000 g, waarbij g de zwaartekrachtversnelling is (g=9,81 m/s2). Door de intracraniale druk en craniale versnellingen bij verdoofde spechten te meten, werd aangetoond dat impactkrachten boven 1.250 g (12,2 kPa) tot aanzienlijk hoofdletsel resulteerden, terwijl krachten tot 1.000 g (9,8 kPa) dat niet deden.

Bij zeer hoge impactkrachten is er sprake van een tijdelijke “hersenschudding”, waarbij de hersenen tegen de schedel worden gedrukt (hersenvervorming), er is een korte black-outperiode en de specht verliest zijn grip. Het vermogen van spechten om gedurende lange perioden herhaaldelijk te pikken zonder letsel op te lopen, vereist een snel herstel van deze impactgevolgen.

De drie kenmerken van de anatomie en het gedrag van spechten die verantwoordelijk zijn voor het voorkomen (of minimaliseren) van hoofdletsel zijn een stijve schedel, hersenen met verminderde massa en een snelle terugslag van het tongbeen (figuur 1). De schedel is stijf om de krachten die op de hersenen worden overgebracht te minimaliseren (spanningsvermindering). Een groot deel van de impactenergie wordt geabsorbeerd door de schedel, die elastisch vervormt. De schedel is versterkt met een gaas van gekruiste benige trabeculae, dat bijzonder goed ontwikkeld is in het achterste deel van de schedel, achter de hersenen (figuur 1). De hersenmassa van spechten wordt verminderd ten opzichte van de lichaamsmassa, waardoor de traagheidskracht tijdens de botsing afneemt. Het achterste deel van de schedel is concaaf, waardoor er voldoende ruimte overblijft voor het kleine cerebellum om te worden teruggetrokken uit een direct impactpad tussen de punt van de snavel en de schedel. Ten slotte werkt het tongbeenapparaat van de specht als een ingebouwde valhelm, waarbij het voorste deel van de tong als een schokdemper om de schedel wordt gewikkeld. De schokabsorberende werking van het tongbeenapparaat gaat ook gepaard met het snel terugveren van de snavel aan het einde van de botsing. Deze actie zorgt voor een tegenkracht die de versnelling van het hoofd en de hersenen snel omkeert, waardoor ze naar voren worden gedreven net voordat de impact het hoofd naar achteren dwingt.

De belangrijkste functie van het tongbeen is het vasthouden van de tong in de snavel, maar door te fungeren als een valhelm is het in feite een schokdemper (fig. 2). Als de punt van de snavel het hout raakt met een kracht tot 1250 g (12,2 kPa), stopt hij plotseling, maar blijft de kop vooruit bewegen. Deze beweging comprimeert het tongbeenapparaat en de lucht in de sinus, waardoor het dempingsmechanisme tegen schokken ontstaat. Het voorste uiteinde van het flexibele tongbeenapparaat strekt zich naar voren uit, net over de botplaat van de bovenkaak, en vormt de eerste barrière voor de hersenen wanneer de snavel plotseling tot stilstand komt. Het tongbeenapparaat gaat verder als dunne benige staven die tegen de binnenkant van de schedel liggen en helemaal tot aan de achterkant van de schedel reiken. Deze staafjes zijn ingekapseld in de tong, die op zijn beurt de bovenkaak tot aan de punt van de snavel vult. Het is niet alleen het tongbeen zelf, maar de lucht rondom het tongbeen en de tong die zorgt voor het “hydraulische effect” dat nodig is om hoofdletsel te voorkomen. Aan het einde van de impact (10-15 ms) drijven de elastische, veerachtige krachten van de snavel en de terugslagactie van het tongbeen de snavel weer naar voren terwijl de kop weer op zijn plaats wordt geklikt (fig. 2).

Deze drie speciale aanpassingen van spechten stellen hen in staat met hoge snelheid te pikken om voedsel in verrot hout te vinden zonder hun hersenen te beschadigen; ze bieden echter geen bescherming tegen letsel door botsingen met harde voorwerpen, zoals telefoondraden en glasplaten, die vaak dodelijk zijn.