就像一些人跑马拉松，有一段跑数英里也不累的轻松时间，有些人天与生俱来有记忆的诀窍，从时间表到一些琐碎的事情。跑步和记忆这两种技能事实证实其实差不多。

索尔克科学家和同事发现身体和精神活动依赖于单个代谢蛋白质，其控制流到全身的血液和营养。相关研究发表于2015年4月7日的《细胞代谢》（Cell Metabolism）。这项新研究表明潜在的再生治疗和发育医学以及如何解决学习和记忆缺陷。

索尔克基因表达实验室主任、研究资深作者Ronald Evans说：“这是关于获得能量，就需要身体内的“发电厂”。心脏和肌肉需要大量的能量进行锻炼，神经元需要能量形成新记忆。”

科学家发现肌肉和大脑所需的能量由一种单个的叫做雌激素相关受体γ（ERRγ）蛋白质控制。Evans研究小组先前已对ERRγ在心脏和骨骼肌的作用进行了研究。2011年，他们发现促进久坐不动小鼠肌肉中的ERRγ活动会增加肌肉的血液供给并使奔跑能力加倍。他们继续表示，ERRγ打开大量的肌肉基因将脂肪转化为能量。

因此，ERRγ被称为主代谢开关以激发肌肉来提高性能。尽管研究已经表示大脑中ERRγ很活跃，但是研究人员不明白为什么。先前研究显示大脑消耗糖分和ERRγ只燃烧脂肪。所以团队决定仔细观察脑细胞中的蛋白质在做什么。

首次观察孤立的神经元，此论文第一以及通讯作者Liming Pei发现，就像在肌肉中一样，ERRγ激活了脑细胞中许多的代谢基因。出乎意料的是，与此激活相关的是糖分而不是脂肪。缺乏ERRγ的神经元不能增加能量生成，从而损害性能。

Evans说：“我们假设ERRγ在全身都做了同样的事情。但是我们发现在大脑中是不一样的。” 他们现在总结，ERRγ在肌肉中打开脂肪燃烧路径，而大脑是打开消耗糖分路径。

Evans和他的同事指出，活体老鼠的海马体（产生新的脑细胞的脑区域）中ERRγ最活跃，参与学习和记忆并需要消化大量能量。他们想知道ERRγ是否直接作用于学习和记忆。通过研究大脑ERRγ缺陷老鼠，他们发现了其中的关联。

老鼠没有这种蛋白，它们有正常视觉、运动和平衡力，但是相比于有正常水平ERRγ的老鼠，它们在学习如何通过水迷宫时相对较慢，并且在后续记住水迷宫试验中也较困难。

 Pei说：“我们发现缺失ERRγ老鼠基本上都是非常缓慢的学习者。不同水平的 ERRγ也可能是人类学习差异的根源。每个人都有学习能力，但是有些人学习和记忆比其他人更有效，我们现在认为这可能与大脑代谢变化有关。”

更好的理解神经元的新陈代谢有助于为改善学习和注意力障碍治疗指路。而且，增加ERRγ水平甚至可以提高学习水平，就像其增加肌肉功能一样。

Evans 说：“我们已经发现记忆是真正建立在代谢支架上的。我们认为，如果你想了解学习和记忆，你就需要了解构成环路已经加强此过程。”

Journal Reference:

1.      Ronald M. Evans et al. Dependence of Hippocampal Function on ERRγ-Regulated Mitochondrial Metabolism. Cell Metabolism, April 2015 DOI:10.1016/jNaNet.2015.03.004