Nat Rev Neurosci评论：适合于记忆的紧缩措施

能量平衡的有效管理是生存所必需的。虽然已知在粮食短缺的情况下，大脑会优先考虑能量分配，但科学家并不知道大脑本身是否也会采取节能措施。某些类型的长期记忆（LTM）的形成需要能量密集型蛋白质合成，同时两项新的研究显示了在食物短缺的前提下，LTM在黑腹果蝇的大脑中是如何形成的。

这两项研究都使用了一种在嗅觉记忆形成中关联的调节范式，即果蝇被训练将一种气味与一种刺激联系起来。“反感”LTM（即一种气味与反感刺激之间的联系的形成）的形成需要多重的间隔训练（spLTM），而“食欲”LTM（即一种气味与糖之间的联系的形成）的形成能够被建立在饥饿的果蝇的单一训练的基础上。反感巩固的记忆能够被分为两种不同的类型：麻醉抵抗记忆（ARM）是由连续进行的训练形成的（也就是说，没有休息时间），而它是不依赖于蛋白质合成的，反之spLTM则是依赖于蛋白质合成的。

crammer(cer)和tequila(Teq)突变破坏了spLTM，但不影响ARM。Placais和Preat发现，cer和Teq突变果蝇在能够形成巩固记忆的间隔训练之前和之后会饥饿。然而，尽管蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺的预处理减少了暴露在间隔训练之下的喂养的野生型果蝇的记忆形成，但对于饥饿的果蝇却没有影响。总体来看，这些发现表明，在减少食物供应的情况下，通过将记忆巩固机制指向较少能量消耗的ARM能够使果蝇提高它们的生存几率。

作者随后刺激了特定的多巴胺神经元，它们的同步振荡活动已知能够驱动spLTM巩固。迫使挨饿果蝇形成LTM而非ARM，缩短了存活周期大约达1/3，进一步支持了当食物可利用性受到严格限制时，一种LTM到ARM开关的促生存作用。

对食欲与反感LTM背后的分子机制的洞察则是Hirano等人的研究成果。在他们的试验中，果蝇在训练之前被进行了适度的禁食，并在训练结束后进行了喂食。他们发现，尽管多重间隔训练之前的禁食对于反感spLTM的形成并没有什么影响，但在一个反感单一训练之前的轻度禁食却提高了LTM的形成（fLTM）。重要的是，在训练之后的食物供给是形成这两种类型LTM所必须的。

环腺苷酸AMP（cAMP）激活响应要素结合蛋白质（CREB）与反感LTM有关，并且作者发现，禁食在蕈状体神经元中激活了CREB共活化剂CREB调节转录共活化剂（CRTC）。相反地，干扰另一种CREB联合共活化剂——CREB结合蛋白质——的活性，减少了spLTM而非fLTM。

阻碍CRTC的活性抑制了反感fLTM，但对于spLTM并没有影响。此外，活性CRTC在暴露于一种单一训练的果蝇中的表达导致了反感fLTM（而非spLTM）的形成，这意味着CRTC足以产生fLTM，即便在不存在禁食的情况下也是如此。

CRTC磷酸化作用被胰岛素信号所调节。在单一训练后，缺乏胰岛素信号的果蝇表现出了增高的依赖于CRTC的LTM，这意味着一种fLTM形成的可能机制，即禁食减少了胰岛素信号，进而导致了CRTC和CREB的活化，以及蛋白质合成调节LTM的活化。

总而言之，这两项研究表明，在减少食物可利用性的不同条件下，果蝇的大脑通过改变形成LTM的机制加以响应；只有在训练前适度的饥饿能够使CRTC促进LTM的形成，并且在训练前后严重的饥饿将LTM变成了ARM。

doi:10.1038/nrn3462
PMC:
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.