继《Science》封面之后，“鸣唱小鼠”再登《Nature》：冷泉港实验室揭示啮齿类发声行为创新的神经基础

你印象中的老鼠叫声是什么样的？大多是微弱的 “吱吱” 声，甚至只是人耳根本听不见的超声波。

但在中美洲的云雾森林里，有一种褐鼷鼠（Scotinomys teguina），它们会在黎明和黄昏时分，站在显眼的位置（如倒木、岩石上）“唱歌”，用于宣示领地和吸引配偶。它们的歌曲由一系列音符组成，每只雄性有自己的节奏，邻居之间还会“对唱”——你一句我一句，类似人类对话中的轮替。

为什么鸣唱小鼠会唱歌？是因为它们的大脑里多了什么“唱歌中枢”吗？

2026年5月6日，美国冷泉港实验室Anthony M. Zador教授与Arkarup Banerjee教授团队在国际顶刊《Nature》上发表研究《Specific expansion of motor cortical projections in a singing mouse》，揭示了这种短期行为创新的神经机制。

研究发现，两种小鼠大脑整体结构无显著差异，仅鸣唱小鼠口面部运动皮层（OMC）向听觉区与中脑导水管周围灰质（PAG）的投射概率大幅提升，且以专属投射为主——不是“长出了新线路”，而是“提高了特定线路的使用概率”。这一发现为理解语言演化的神经机制提供了全新思路。

两种小鼠的行为差异：从超声波到 “唱歌”

研究者首先在相同环境下，记录了两种雄性小鼠与雌性互动时的发声。

结果显示，实验小鼠仅发出人耳听不见的超声波，而鸣唱小鼠保留超声波，还进化出响亮、有节奏、可远距离交流的鸣唱行为，音量比超声波高约 40 分贝，具备轮唱特征，是啮齿类中的新型行为。

因此，鸣唱是鸣唱小鼠支系的创新性状，而超声是祖先性状。两种小鼠约1800万年前分化，正是对比神经回路演化机制的理想模型。

会唱歌的老鼠，是大脑里多了什么“唱歌中枢”吗？

研究者首先用批量病毒示踪和连续双光子断层扫描，对两种小鼠的大脑进行了全方位“体检”。

结果显示，两种小鼠大脑整体形态、各脑区体积、口面部运动皮层的基础投射靶区完全一致。再用MAPseq（高通量测序单神经元投射） 标记超 7.6 万个神经元，发现投射强度无差异，仅投射概率不同：鸣唱小鼠口面部运动皮层 IT 神经元向听觉区投射概率提升 2.8 倍，PT 神经元向中脑导水管周围灰质投射提升 3.3 倍，且雌雄小鼠均如此。

因此，大脑只是原有连接的使用频率变高了。

单神经元投射模式：专属投射驱动行为创新

团队聚焦口面部运动皮层 IT 神经元的投射模式，发现鸣唱小鼠的投射扩张并非增加分支，而是更多神经元只单独投射到听觉区，无其他分支。通过二项式模型验证，这种专属投射显著偏离随机预期，是物种特异性的核心改变。同步用顺行跨突触示踪确认投射形成功能性突触，并非路过纤维。

因此，不是 “一路多用”，而是给 “唱歌” 配了独立专属投射。

全文总结

本研究对比实验小鼠与鸣唱小鼠，证实啮齿类短期行为创新不依赖大脑结构重构，而是口面部运动皮层向听觉区、中脑导水管周围灰质的投射概率选择性提升，且以专属投射为主；该机制为理解动物行为演化与人类语言的皮层调控提供了简洁可推广的神经回路模型。

小编寄语：

老鼠也会唱歌？这听起来像个童话，却是真实存在的生物学事实。

更令人惊叹的是，会唱歌的老鼠和不会唱歌的老鼠，大脑整体结构几乎一模一样。它们没有长出新的脑区，也没有创造全新的神经连接。区别仅仅在于口面部运动皮层向两个特定脑区（听觉区和发声控制区）投射的概率提高了两三倍。而且这些增加的投射，大多是专属通路，只服务于唱歌。

那些“天赋异禀”的人类，比如语言天才、音乐家、顶级运动员，或许不是因为他们的大脑比别人多了什么特殊零件，而是因为某些关键的神经回路，被调整到了更高效的概率或更专用的模式。

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10458-y

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