中央および末梢聴覚回路のカテコールアミン作動性神経支配は、雌のミッドシップマン魚の生殖状態によって異なります、ポリッチティスnotatus

季節性繁殖脊椎動物では、ドーパミンとノルアドレナリンを含むカテコールアミンのホルモン調節は、一部が同種の発声に対する行動反応を調節するために機能する可能性があります。しかし、聴覚核のカテコールアミン神経支配における自然な季節変化は、特に社会音響刺激のエンコードが開始される末梢聴覚系では、ほとんど説明されていません。Plainfin Midshibman Fish、Porichthys notatusは、生殖社会的行動に関連する季節的な末梢聴覚可塑性の根底にあるメカニズムを探求する優れたモデルであることが証明されています。最近、ミッドシップマンの聴覚システム全体で堅牢なカテコールアミン作動性（CA）神経支配を実証しました。最も顕著なのは、双子患者のドーパミン作動性ニューロンが、嚢胞の直接神経支配、聴覚の主要なエンドガン、コリン作動性のオクタボラテリスの遠心性核（OE）を含む聴覚回路に広く投影されていることです。ここでは、重力のある生殖夏の女性が非耐性冬の女性と比較して聴覚系の異なる神経支配を示すという仮説をテストしました。定量的免疫蛍光を利用して、中央聴覚核と嚢の感覚上皮全体にチロシンヒドロキシラーゼ免疫反応性（TH-IR）繊維密度を測定しました。生殖雌は、聴覚視床を含む2つの前脳領域でTh-Ir神経維持の密度が高く、OEのSOMATAおよび樹状突起上のTH-IRの密度が高いことを示しました。対照的に、非耐性雌は、嚢状嚢内でTh-IR末端が多く、聴覚後脳の領域でより多くのTh-IR繊維密度があり、撮影前領域にはより多くのTh-IRニューロンがありました。これらのデータは、カテコールアミンが内耳の感度を季節的に調節するために機能する可能性があるという証拠を提供し、次に、生殖音響信号に対する適切な行動反応を示します。

In seasonal breeding vertebrates, hormone regulation of catecholamines, which include dopamine and noradrenaline, may function, in part, to modulate behavioral responses to conspecific vocalizations. However, natural seasonal changes in catecholamine innervation of auditory nuclei is largely unexplored, especially in the peripheral auditory system, where encoding of social acoustic stimuli is initiated. The plainfin midshipman fish, Porichthys notatus, has proven to be an excellent model to explore mechanisms underlying seasonal peripheral auditory plasticity related to reproductive social behavior. Recently, we demonstrated robust catecholaminergic (CA) innervation throughout the auditory system in midshipman. Most notably, dopaminergic neurons in the diencephalon have widespread projections to auditory circuitry including direct innervation of the saccule, the main endorgan of hearing, and the cholinergic octavolateralis efferent nucleus (OE) which also projects to the inner ear. Here, we tested the hypothesis that gravid, reproductive summer females show differential CA innervation of the auditory system compared to non-reproductive winter females. We utilized quantitative immunofluorescence to measure tyrosine hydroxylase immunoreactive (TH-ir) fiber density throughout central auditory nuclei and the sensory epithelium of the saccule. Reproductive females exhibited greater density of TH-ir innervation in two forebrain areas including the auditory thalamus and greater density of TH-ir on somata and dendrites of the OE. In contrast, non-reproductive females had greater numbers of TH-ir terminals in the saccule and greater TH-ir fiber density in a region of the auditory hindbrain as well as greater numbers of TH-ir neurons in the preoptic area. These data provide evidence that catecholamines may function, in part, to seasonally modulate the sensitivity of the inner ear and, in turn, the appropriate behavioral response to reproductive acoustic signals.