Дофамин повышает слуховую чувствительность у самок плодовых мушек, готовых к спариванию

Дофаминовые сигналы усиливают реакцию слуховых сенсорных нейронов в органах Джонстона у самок плодовых мушек, делая их более восприимчивыми к звукам, включая брачные песни самцов. Автор: Исси Такахаши

Многие животные, включая человека, могут гибко модулировать свою реакцию на звуки в зависимости от ситуации. Эта способность позволяет оптимизировать использование ограниченных ресурсов мозга, отдавая приоритет обработке критически важной информации в каждый момент времени.

Исследовательская группа из Университета Нагоя (Япония) обнаружила, что у самок плодовых мушек, готовых к спариванию, дофаминовые сигналы влияют на их чувствительность к звукам, включая брачные песни самцов — важный источник информации для репродукции вида.

«Мы считаем, что это открытие — первый шаг к пониманию нейронных механизмов, лежащих в основе универсального свойства гибкой модуляции слухового ответа у животных», — говорит ведущий автор исследования Адзуса Камикоучи, профессор Высшей школы науки и Института трансформативных биомолекул Университета Нагоя.

Результаты исследования опубликованы в журнале iScience.

Известно, что репродуктивный статус влияет на реакцию животных на брачные звуки, однако нейронные механизмы этой зависимости оставались малоизученными.

Профессор Камикоучи, аспирантка Харуна Ямакоши и их коллеги исследовали этот вопрос на примере плодовой мушки Drosophila melanogaster — популярного модельного организма в нейронауках благодаря простому строению мозга, обилию генетических инструментов и короткому жизненному циклу.

Самцы дрозофил привлекают самок, вибрируя крыльями и создавая брачные звуки. Самки оценивают эти сигналы, чтобы принять решение о спаривании. Ранее было установлено, что восприимчивость самок к спариванию высока, если у них нет опыта спаривания, и низка в противном случае.

Исходя из этого, ученые предположили, что реакция самок на брачные песни может зависеть от их репродуктивного опыта.

Исследователи изучили нейроны в органах Джонстона (расположены во втором сегменте усиков), которые отвечают за восприятие звуков. Анализ базы данных одноядерного РНК-секвенирования показал, что в этих нейронах активно экспрессируются три типа дофаминовых рецепторов.

Эксперименты с подавлением дофаминовых рецепторов у самок и измерением их нейронной активности (кальциевая визуализация) подтвердили гипотезу: у неспаривавшихся самок с высоким уровнем половой активности реакция на звуки снижалась, тогда как у спаривавшихся самок и молодых особей (с низкой половой активностью) изменений не наблюдалось.

Также ученые зафиксировали поведенческие реакции на брачные звуки у самок с подавленными дофаминовыми рецепторами. Как и ожидалось, такие особи медленнее инициировали спаривание, что указывает на снижение эффективности звуковых сигналов в стимуляции полового поведения.

«Мы выяснили, что дофамин — один из факторов, участвующих в гибкой слуховой модуляции», — поясняет Камикоучи. — «Предыдущие исследования показали, что свойства слуховой системы меняются в зависимости от ситуации у разных животных, включая людей, мышей и лягушек. Наша работа предполагает, что за этим типом слуховой модуляции может стоять общий для разных видов механизм».

Эти результаты помогут лучше понять удивительно гибкие системы обработки звуковой информации у животных.

Подробнее: Haruna Yamakoshi et al, Mating status-dependent dopaminergic modulation of auditory sensory neurons in Drosophila, iScience (2025). DOI: 10.1016/j.isci.2025.113232

Источник: Nagoya University