能量平衡的有效管理是生存所必需的。雖然已知在糧食短缺的情況下,，大腦會優(yōu)先考慮能量分配,，但科學家并不知道大腦本身是否也會采取節(jié)能措施。某些類型的長期記憶（LTM）的形成需要能量密集型蛋白質(zhì)合成,，同時兩項新的研究顯示了在食物短缺的前提下,，LTM在黑腹果蠅的大腦中是如何形成的。
這兩項研究都使用了一種在嗅覺記憶形成中關聯(lián)的調(diào)節(jié)范式,，即果蠅被訓練將一種氣味與一種刺激聯(lián)系起來,。“反感”LTM（即一種氣味與反感刺激之間的聯(lián)系的形成）的形成需要多重的間隔訓練（spLTM），而“食欲”LTM（即一種氣味與糖之間的聯(lián)系的形成）的形成能夠被建立在饑餓的果蠅的單一訓練的基礎上,。反感鞏固的記憶能夠被分為兩種不同的類型：麻醉抵抗記憶（ARM）是由連續(xù)進行的訓練形成的（也就是說,，沒有休息時間），而它是不依賴于蛋白質(zhì)合成的,，反之spLTM則是依賴于蛋白質(zhì)合成的,。
crammer(cer)和tequila(Teq)突變破壞了spLTM，但不影響ARM,。Placais和Preat發(fā)現(xiàn),，cer和Teq突變果蠅在能夠形成鞏固記憶的間隔訓練之前和之后會饑餓。然而,，盡管蛋白質(zhì)合成抑制劑環(huán)己酰亞胺的預處理減少了暴露在間隔訓練之下的喂養(yǎng)的野生型果蠅的記憶形成,，但對于饑餓的果蠅卻沒有影響?？傮w來看,，這些發(fā)現(xiàn)表明，在減少食物供應的情況下,，通過將記憶鞏固機制指向較少能量消耗的ARM能夠使果蠅提高它們的生存幾率,。
作者隨后刺激了特定的多巴胺神經(jīng)元，它們的同步振蕩活動已知能夠驅(qū)動spLTM鞏固,。迫使挨餓果蠅形成LTM而非ARM,，縮短了存活周期大約達1/3，進一步支持了當食物可利用性受到嚴格限制時,，一種LTM到ARM開關的促生存作用,。
對食欲與反感LTM背后的分子機制的洞察則是Hirano等人的研究成果,。在他們的試驗中，果蠅在訓練之前被進行了適度的禁食,，并在訓練結(jié)束后進行了喂食,。他們發(fā)現(xiàn)，盡管多重間隔訓練之前的禁食對于反感spLTM的形成并沒有什么影響,，但在一個反感單一訓練之前的輕度禁食卻提高了LTM的形成（fLTM）,。重要的是，在訓練之后的食物供給是形成這兩種類型LTM所必須的,。
環(huán)腺苷酸AMP（cAMP）激活響應要素結(jié)合蛋白質(zhì)（CREB）與反感LTM有關,，并且作者發(fā)現(xiàn)，禁食在蕈狀體神經(jīng)元中激活了CREB共活化劑CREB調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄共活化劑（CRTC）,。相反地,，干擾另一種CREB聯(lián)合共活化劑——CREB結(jié)合蛋白質(zhì)——的活性，減少了spLTM而非fLTM,。
阻礙CRTC的活性抑制了反感fLTM,，但對于spLTM并沒有影響。此外,，活性CRTC在暴露于一種單一訓練的果蠅中的表達導致了反感fLTM（而非spLTM）的形成,，這意味著CRTC足以產(chǎn)生fLTM，即便在不存在禁食的情況下也是如此,。
CRTC磷酸化作用被胰島素信號所調(diào)節(jié),。在單一訓練后，缺乏胰島素信號的果蠅表現(xiàn)出了增高的依賴于CRTC的LTM,，這意味著一種fLTM形成的可能機制,，即禁食減少了胰島素信號，進而導致了CRTC和CREB的活化,，以及蛋白質(zhì)合成調(diào)節(jié)LTM的活化,。
總而言之，這兩項研究表明,，在減少食物可利用性的不同條件下,，果蠅的大腦通過改變形成LTM的機制加以響應；只有在訓練前適度的饑餓能夠使CRTC促進LTM的形成,，并且在訓練前后嚴重的饑餓將LTM變成了ARM,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nrn3462
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PMID:
Learning and memory: Austerity measures for memory
Sian Lewis
Efficient management of energy homeostasis is essential for survival. Although it is known that under conditions of food shortage, the brain takes priority with regard to energy allocation, it is not known whether the brain itself adopts energy-conserving measures.
