¿Qué tan fuerte es el cráneo humano?

La mejor manera de entender la fuerza de un cráneo es mirar un corte transversal. En el estudio de 1985 de Garfin, Botte, Centeno y Nickel, los investigadores midieron 27 cráneos de cadáver y 20 tomografías computarizadas. En la parte delantera y trasera de los costados de la bóveda, es decir, la calvaria, la tabla exterior promedió unos 2 mm, el díploe unos 3 mm y la tabla interior unos 2 mm, para un total de unos 7 mm.

El cráneo no tiene ese grosor en todas partes. En la fosa temporal, la zona poco profunda a un costado de la cabeza, el mismo estudio encontró promedios de 1,7 mm para la capa exterior, 2,0 mm para el díploe y 1,6 mm para la tabla interior, unos 5,3 mm en total.

El diseño tiene sentido cuando se ve lo que hace cada capa. El díploe esponjoso hace que el cráneo sea más ligero, mientras que las dos tablas compactas le dan superficies externas e internas rígidas. El grosor también cambia según la zona, la edad, el sexo y la persona, así que dos cráneos, o dos puntos del mismo cráneo, pueden medir distinto. Para los 22 huesos que encajan para formar el cráneo completo, vea nuestra historia sobre datos del cráneo humano.

Los científicos prueban la resistencia del cráneo de dos maneras principales. La carga cuasiestática es una presión lenta y constante, del tipo que empuja el hueso de forma gradual hasta que cede. La carga dinámica es un impacto rápido a una velocidad determinada.

En 2003, Van Lierde y colegas probaron cuatro cráneos humanos con carga lenta sobre el hueso frontal, el de la frente. La fuerza pico media en la fractura fue de 1.975 más o menos 703 newtons. Antes de romperse, el hueso se deformó en promedio 4,17 mm y absorbió unos 3,95 julios de energía.

El estudio más grande es anterior. En 1995, Yoganandan y colegas probaron 12 cabezas de cadáver sin embalsamar, tanto de forma lenta como con impactos a velocidades de 7,1 a 8,0 metros por segundo, en el vértice (la parte superior de la cabeza) y en los sitios parietal, temporal, frontal y occipital. Las cargas de falla fueron de 4,5 a 14,1 kilonewtons, las deflexiones de 3,4 a 16,6 mm y las energías absorbidas de 14,1 a 68,5 julios. La carga de falla media fue de 6,4 más o menos 1,1 kN con carga lenta y de 11,9 más o menos 0,9 kN con impacto.

¿Por qué las cifras varían tanto? Los resultados dependen de dónde cae la fuerza, qué tan rápido se aplica, qué tan grande es el área de contacto, la dirección, la edad del espécimen y si la prueba usó una pieza aislada de hueso o una cabeza entera. Cada cifra pertenece a su propia prueba, y ninguna es un límite seguro. Quien tenga una lesión en la cabeza debe recibir atención de emergencia.

La región temporal, a un costado de la cabeza, es más delgada que buena parte de la bóveda. En 2012, Siyan Ma, Louisa J. M. Baillie y Mark D. Stringer, de la Universidad de Otago, estudiaron el pterion en 76 cráneos adultos y 50 tomografías craneales. El pterion es el punto donde se encuentran cuatro huesos: el frontal, el parietal, el esfenoides y la parte escamosa del hueso temporal. El equipo encontró un grosor medio del cráneo de 4,4 mm en el pterion, y el punto más delgado que midieron en el hueso temporal escamoso fue de alrededor de 1 mm. La unión fue con más frecuencia esfenoparietal, lo que significa que el esfenoides y el parietal se tocaban directamente.

El mismo estudio miró qué hay debajo. Un círculo de 1 cm centrado en el pterion se superponía con la rama anterior de la arteria meníngea media en el 68 por ciento de los cráneos. Por eso la zona importa en medicina: una fractura allí puede dañar esa arteria y causar un sangrado dentro del cráneo, llamado hematoma epidural. Quien tenga una lesión en la cabeza debe recibir atención de emergencia.

«Sien» y «pterion» no son exactamente lo mismo. La sien es un término general para el costado de la cabeza, mientras que el pterion nombra una unión específica de huesos. Ninguno marca un punto de fractura garantizado, porque la forma del cráneo, la dirección y la fuerza de un impacto, y la anatomía de cada persona varían. Nuestra historia sobre datos del cráneo humano explica cómo encaja el pterion en el resto del cráneo; el estudio de Otago añade las cifras.

Un pájaro carpintero golpea su cabeza contra la madera para vivir, así que es natural preguntarse cómo lo soporta su cerebro. Su cráneo está construido de forma distinta a la nuestra, y además no trabaja solo.

Un estudio de 2018, *A comparative analysis of the avian skull*, comparó un carpintero de bellotas con una gallina doméstica usando microtomografías, microscopía, análisis químicos y nanoindentación, una forma de medir la rigidez a escala diminuta. El cráneo del pájaro carpintero tenía una porosidad cerrada más uniforme, una mineralización mayor y una proporción más alta de hueso compacto respecto del hueso total. Su hueso era un poco más rígido, y su hueso frontal tenía un módulo de Young significativamente mayor que el parietal; el módulo de Young es una medida de rigidez. Igual de importante, el pájaro carpintero depende de su pico, su lengua, el hueso hioides, la cabeza y el cerebro trabajando juntos, no solo del cráneo.

Los modelos por computadora añaden una comparación con nosotros. Un estudio de 2020, *Biomechanical Analysis of Woodpecker Response During Pecking*, modeló cabezas de pájaro carpintero y de humano, y reportó que las tensiones y deformaciones simuladas en el cerebro del pájaro carpintero eran menores, hasta en un factor de seis, durante el ciclo de picoteo. Los autores advirtieron que las comparaciones directas uno a uno entre ambos siguen siendo limitadas.

¿Son los cráneos de perro más fuertes que el nuestro? Los estudios apuntan a un diseño distinto y no a un ganador simple. En 1979, Roberts describió el cráneo del perro doméstico como un armazón rígido, en forma de caballete, con un hocico, o rostro, relativamente flexible, que tal vez ayude a absorber el impacto al comer y morder.

Cuando se prueba el hueso en sí, la brecha se estrecha. Un estudio comparativo de 2024 sobre hueso craneal encontró propiedades de compresión bastante parecidas en el hueso craneal de humanos adultos, perros y macacos, con valores que variaban según el tipo de prueba y la región del cráneo. Eso no respalda la idea de que los cráneos de perro sean simplemente más fuertes que los humanos. Si le interesan los cráneos de perro por sí mismos, nuestra historia sobre cómo identificar un cráneo de perro los trata a fondo.

Un casco está diseñado para reducir la fuerza y la energía que llegan a la cabeza en ciertos tipos de impacto. Los CDC (Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades) dicen que no hay casco a prueba de conmoción, pero un casco bien ajustado, en buen estado, apropiado para la edad y certificado puede ayudar a proteger contra lesiones graves en el cerebro o la cabeza.

La Agencia de Salud Pública de Canadá dice que los cascos pueden reducir la gravedad de una conmoción y pueden prevenir otras lesiones graves, incluidas las fracturas de cráneo. Para las motocicletas, la NHTSA calcula que los cascos reducen las muertes de motociclistas entre 22 y 42 por ciento y las lesiones cerebrales entre 41 y 69 por ciento.

La protección depende de los detalles: un casco diseñado y certificado para la actividad, bien colocado y usado siempre. Aun así, un casco no hace seguro un golpe en la cabeza. Quien tenga una lesión en la cabeza debe recibir atención de emergencia.

Algunas preguntas aparecen una y otra vez cuando las cifras ya están sobre la mesa.

Los 22 huesos del cráneo son solo una parte de un marco mucho más grande; nuestra guía sobre cuántos huesos tiene el cuerpo humano cuenta el resto. Para lo que los especialistas leen en los huesos, vea lo que los huesos revelan a los arqueólogos, y para la antigua práctica de cirugía a través del cráneo, lea sobre la trepanación. Para ver cómo se compara un cráneo humano temprano con el nuestro, lea nuestra historia sobre el cráneo de Homo erectus.