Elucidar cómo las modificaciones en la arquitectura de los circuitos neuronales impulsan la innovación conductual sigue siendo un desafío clave en neurociencia y biología evolutiva. En los mamíferos, se postula que la neocorteza desempeña un papel crucial facilitando innovaciones conductuales rápidas1–3. Aunque se ha propuesto que los cambios en la conectividad a larga distancia subyacen a dichas innovaciones4,5, estas hipótesis permanecen en gran medida sin evaluar cuantitativamente, en parte debido a la falta de datos de proyección neuronal de alto rendimiento con resolución a nivel de neurona individual entre especies. Aquí estudiamos el ratón cantor de Alston (Scotinomys teguina), que exhibe un comportamiento vocal llamativo ausente en el ratón de laboratorio (Mus musculus), para determinar cuantitativamente cambios específicos de especie en las proyecciones corticales motoras a lo largo del cerebro. Utilizamos rastreo masivo, tomografía cruza dos fotones y secuenciación de ADN de alto rendimiento de más de 76,000 neuronas con código de barras para descubrir una expansión específica y sustancial de las proyecciones corticales motoras orofaciales hacia una región auditiva cortical y la sustancia gris periacueductal del mesencéfalo, regiones implicadas en comportamientos vocales6–9. Además, el análisis de motivos de proyección de neuronas motoras orofaciales individuales reveló una expansión preferencial de proyecciones exclusivas hacia la región auditiva cortical en el ratón cantor. Nuestros resultados sugieren que la expansión selectiva de proyecciones motoras corticales ancestrales puede conducir a la divergencia conductual en escalas temporales cortas. Asimismo, los resultados facilitan investigaciones mecanicistas del control cortical mejorado sobre las vocalizaciones, una preadaptación crucial para el lenguaje humano10,11. Este enfoque de comparar especies recientemente divergentes con divergencias conductuales sustanciales puede generalizarse fácilmente a otros clados modelo para descubrir reglas cuantitativas de la evolución de circuitos neuronales. La neuroanatomía de alto rendimiento con código de barras en dos especies de roedores estrechamente relacionadas con vocalizaciones divergentes revela diferencias en motivos de proyección a larga distancia en el cerebro que podrían sustentar esas diferencias en la complejidad vocal.
Isko et al. (Wed,) estudiaron esta cuestión.