本研究以新生小鼠为模式生物，通过在体宽场钙成像技术发现，在耳道开放、外界声音尚不能有效激活听觉皮层之前，幼鼠自身发出的超声发声即可引发听觉皮层的神经活动，且该活动强度高于外部纯音诱发的反应。研究进一步揭示，前扣带回皮层与次级运动皮层向听觉皮层存在直接纤维投射，并通过运动副本信号驱动听觉皮层活动；药理学失活该区域可同时减少发声行为与听觉皮层活动。这一发现揭示了听觉皮层发育早期一种此前未知的内源活动来源，为理解听觉环路发育及神经发育障碍机制提供了关键证据。

该研究由 Didhiti Mukherjee、Chih-Ting Chen 与 Patrick O. Kanold 完成，论文题为 "Self-vocalizations activate the developing auditory cortex via an intracortical pathway"，于2026年7月发表于《Science Advances》。

重要发现
耳道开放前后自身发声均可激活听觉皮层
研究首先确认新生小鼠在正常饲养条件下会频繁发出超声发声。随后，研究者在兴奋性皮层神经元中表达钙指示剂GCaMP6s 的新生小鼠中，通过完整颅骨进行双侧在体宽场钙成像，同时以超声麦克风同步记录自身发声。实验覆盖三个发育阶段：耳道开放前（出生后第 8 至 9 天）、耳道开放期间（第 10 至 11 天）及耳道开放后（第 12 至 14 天）。成像系统采用蓝光激发（波长 450 至 490 纳米），经 515 至 555 纳米带通发射滤光片采集 GCaMP6s 的绿色荧光信号，以 20 赫兹帧率、4 乘 4 像素合并方式记录，两台相机经共享触发信号同步采集双侧半球数据。感兴趣区域的识别采用聚类置换检验方法，以发声起始前 0.5 秒的平均荧光为基线计算 ΔF/F 相对响应。

听觉皮层成像位置的确认

（A）出生后第 8 天于听觉皮层注射 WGA-555 的图像（左）。内侧膝状体中逆行标记的胞体（右，20 倍放大）证实注射位点位于听觉皮层。

（B）在前扣带回皮层与次级运动皮层中识别到的逆行标记胞体图像，分别为 10 倍与 20 倍放大。

结果显示，在所有三个年龄段，多数幼鼠的听觉皮层中均可识别出自体发声起始后约2 秒内显著激活的感兴趣区域。耳道开放前，83% 的幼鼠表现出自体发声关联反应，而仅 17% 的幼鼠对外部纯音产生反应；至耳道开放后，自体发声关联反应比例升至 92%，纯音反应比例升至 75%。自体发声关联反应的荧光幅度在耳道开放前最高（ΔF/F 中位数 11.6%），随发育进程降至 3.9%。此外，自体发声关联反应在左右半球间未表现出一致的偏侧化，且发声响应区域内及跨半球的活动在发声期间与静默期间均高度相关，其中耳道开放后跨半球相关系数在发声期间（0.88）显著高于静默期间（0.36）。

（A）前扣带回皮层 / 次级运动皮层失活的实验时间线。

（B）注射后荧光染料在前扣带回皮层 / 次级运动皮层中扩散范围的图像。

（C）前扣带回皮层中针道组织学鉴定的图像。

创新与亮点
本研究突破了听觉皮层发育早期活动来源仅归因于耳蜗自发放电的传统认知，揭示了在耳道开放前、外周声音传入尚无效时，自体发声通过皮层内运动副本通路即可激活听觉皮层这一全新机制。在技术层面，研究整合了经颅双侧在体宽场钙成像、超声发声同步记录、逆行神经示踪、基因敲除听力损失模型及药理学失活等多维度手段，实现了从相关观察到因果验证的完整论证。该发现在光学生物医疗领域具有重要价值：宽场钙成像以毫秒级时间分辨率和多脑区覆盖能力，为发育神经科学中长时程、多脑区协同活动的在体观测提供了可推广范式；运动副本信号驱动感觉皮层发育的机制发现，则为理解自闭症谱系障碍等神经发育疾病中听觉加工异常与沟通缺陷的早期起源提供了新的理论框架。

总结与展望
本研究系统证明，新生小鼠在耳道开放前即可通过前扣带回皮层与次级运动皮层向听觉皮层传递的运动副本信号，由自身发声驱动听觉皮层神经活动，这一不依赖外周听觉传入的内源活动构成了听觉皮层发育早期一种此前未被识别的活动来源，可能参与丘脑皮层突触成熟与听觉图谱构建。未来研究可进一步探索该通路在人类胎儿期口面部运动中的对应机制，以及其异常在神经发育障碍中的因果作用，为听觉发育相关疾病的早期诊断与干预开辟新路径。

论文信息
声明：本文仅用作学术目的。
Didhiti Mukherjee et al. ,Self-vocalizations activate the developing auditory cortex via an intracortical pathway.Sci. Adv.12,eaea2814(2026).

doi:10.1126/sciadv.aea2814