我们所有的思维和感受都是依靠神经元与神经元之间的交流来实现的，而在学习和记忆的过程中，有一部分的神经元会进行极其频繁的交流，为了维持这一高强度的信号传输过程神经元必须向突触结构提供足够多的能量。在对培养皿中的谷氨酸性突触进行深入研究后美国国立卫生研究院（NIH）的实验人员发现，当神经元间的信号传输频率变高时，神经元轴突中作为动力系统的线粒体会向突触前膜进行移动，并为突触结构提供信号传递所需的大量能量。而神经元中腺嘌呤核糖核苷酸依赖的蛋白激酶（AMPK）则会起到能量传感器的作用，不断对线粒体的能量供给水平进行监管，以维持神经元内的能量平衡。使用基因阻断或化学干预的方法破坏该反馈环路会导致线粒体不再向突触前膜移动并降低突触结构的能量供给水平。由此可见，该反馈环路对神经元间的高强度交流来说是必不可少的。