Nature文献精读：想学会唱歌？先拉“大脑专线”！研究发现鸣鼠大脑中的独特“皮层投射密码”

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2026年5月6日，美国冷泉港实验室（Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL）的 Anthony M. Zador 教授与 Arkarup Banerjee 教授 带领研究团队，在Nature上发表了一篇题为Specific expansion of motor cortical projections in a singing mouse（鸣鼠运动皮层投射的特异性扩张） 的研究。这项研究的第一作者是Emily C. Isko。

本文利用阿尔斯顿鸣鼠和实验室小鼠作为比较对象，通过批量示踪（bulk tracing）、序列双光子断层扫描（serial two-photon tomography ）和高通量DNA测序（high-throughput DNA sequencing）技术分析了76,000余个带有RNA条形码标记的神经元，发现在阿尔斯顿鸣鼠中，口面部运动皮层（orofacial motor cortex,OMC;运动皮层的前外侧关键功能区）向听觉皮层区域(an auditory region ,AudR)及中脑导水管周围灰质（二者均与发声行为相关）的投射大幅特异性增强。通过对这一明显增强的特异性投射做定量分析，该研究解析了两种小鼠在全脑运动皮层投射模式上的差异（本研究所用AAV2/DJ-hSyn-flex-TeLC-eYFP腺相关病毒产品由维真生物助力提供）。

本研究首次在单神经元分辨率下，定量验证了“长程连接概率变化驱动行为创新”的假说。鸣鼠在AudR和PAG两个与发声密切相关的脑区表现出显著性投射概率扩增，且这种扩增以独占性投射（而非侧支）为主。这一发现揭示了皮层演化的一条可能规律：行为创新不一定需要大规模脑区重构，而可以通过选择性放大特定投射路径的“专线”连接来实现。

此外，该研究建立了一种可推广的比较神经演化范式：选择近期分化、行为差异显著、脑区可对齐的物种对，结合高通量单神经元投射组技术（如MAPseq），可定量检测神经元的连接性变化。这一方法可应用于其他模型类群，从而发现神经环路演化的普遍定量规则。

最后，研究者指出，虽然本工作聚焦于皮层投射的改变，但行为演化的完整解释还需整合外周器官（如喉囊）的改变、亚皮层回路的修饰以及遗传与发育机制。未来的因果验证(causal manipulations)需在更多中间物种中进行功能操纵，以确认这些解剖差异是否真正驱动了行为演化。

原文链接：
http://t.cn/AX63fpNp
参考文献：Isko, E.C., Harpole, C.E., Zheng, X.M. et al. Specific expansion of motor cortical projections in a singing mouse. Nature (2026).
编译作者：brainnews创作团队

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