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记忆的基础是突触。
用激光显微镜拍摄的大鼠海马的图像。海马体是大脑中形成记忆的关键区域。
记忆是大脑的组成部分之一。它可以保护我们的安全。
那么，大脑是如何储存和提取记忆的呢?
最简单的答案是，人类的大脑会用每一个新的记忆重塑自己。这是通过突触或脑细胞之间的微小间隙发生的。脑细胞或神经元通过一个优雅的电化学系统相互交流。一个细胞电荷的变化会触发突触间被称为神经递质的化学物质的释放。神经递质随后被间隙另一侧的神经元吸收，并在那里触发该细胞的电变化。
最终，记忆被编码在电路中，而突触只是蚀刻这些电路的一种手段。这就是当记忆形成时大脑发生的变化，你有了这个编码记忆的新电路。
当一个神经元不断地刺激另一个神经元时，它们之间的联系就会加强，这意味着随着时间的推移，它们会越来越容易相互刺激。当它们很少交流时，它们之间的联系就会减弱，有时它们会完全停止交流。在最基本的层面上，大脑可以通过加强神经元网络之间的连接来存储记忆。
记忆储存在大脑的什么地方?
人类的记忆储存在大脑的几个区域。最重要的是海马体，它实际上是大脑深处的一对区域，像海马一样卷曲起来。这些成对的区域对最初记忆的形成很重要，在记忆从短期储存到长期储存的转移中起着关键作用。
短期记忆只持续20到30秒就消失了。例如，你可能会在拨打一个新的电话号码时记住这个号码，但除非你一遍又一遍地排练这个号码，否则形成短期记忆的神经回路就会停止一起激活，记忆就会消失。
当你排练或试图记住信息时，海马体就会发挥作用，加强大脑回路。随着时间的推移，较长时间的记忆被转移到新皮层，大脑的外层皱褶部分负责我们的大部分意识体验。(尽管因为大脑中没有什么东西是简单的，2017年发表在《科学》杂志上的一项研究发现，这些长期记忆的一些残余也留在海马体中。)
杏仁核是人类大脑中一个杏仁状的区域，它帮助处理恐惧等情绪，也在记忆中发挥作用。当鱼学会将光与疼痛的感觉联系在一起时，它们在大脑皮层的一个区域产生了新的突触，而在另一个区域的皮层则失去了突触。大脑皮层与杏仁核相似，鱼大脑皮层中突触增强的部分充满了处理痛苦刺激的神经元，而鱼大脑皮层中处理积极或中性刺激的神经元失去了突触。
情绪是形成记忆的重要组成部分。积极和消极的情绪情境都比中性事件更容易被记住，可能是出于生存的原因:记住对你非常好的事情或非常坏的事情可能很重要。
在情绪高度激动的情景下，大脑会释放高浓度的某些神经递质，这些神经递质的存在可以加强海马体中的记忆回路。
参与记忆的其他区域包括基底神经节和小脑，它们负责处理运动记忆，比如演奏一段钢琴曲，以及前额叶皮层，它负责帮助“工作记忆”，当你需要在大脑中长时间记住信息以便对其进行操作时，就涉及到工作记忆，比如解决一道数学题。
记忆的物理表征，被称为记忆印记，由一起激活的神经元网络组成。这个印记在老鼠的海马体中。
记忆的奥秘
新神经元的形成在记忆储存中也起着重要作用，甚至在成人大脑中也是如此。科学家们过去认为，大脑在青春期后就停止产生新的神经元，但过去20年的研究表明，不仅成年人的大脑会产生新的神经元，而且这些神经元对学习和记忆至关重要。2019年发表在《细胞干细胞》杂志上的一项研究发现，即使是在80多岁和90多岁的人身上，海马体也会继续产生新的神经元。
在工作中的大脑中很难观察到记忆的形成和处理。，突触很小，数量众多(一个成年人的大脑中大约有一万亿个突触)，很难在大脑表面以外的地方成像。成像方法也需要能够避免干扰大脑的功能。不过，新技术正在促成新的发现。例如，为了观察斑马鱼的大脑，当它学会将闪烁的光与不愉快的感觉联系起来时，研究人员改变了鱼的基因组，使它的突触上显示荧光蛋白。研究人员可以使用专门的显微镜拍摄这些突触的图像，并监测它们的变化。
了解记忆是如何工作的对治疗阿尔茨海默症等导致记忆丧失的疾病很重要。了解记忆的一些怪癖也有助于提高记忆力。例如，海马体不仅与巩固记忆有关，还与导航有关——这是有道理的，因为当你试图四处走动时，记住你在哪里和去过哪里是很重要的。那些记忆力惊人的人，比如能把圆周率记到成千上万位的人，通常是借助海马体的空间记忆能力来做到这一点的。他们会在心里把每一个想要记住的东西和一个想象中的地方联系起来——这个技巧叫做记忆宫殿。通过在脑海中描绘这个地方，练习这种技巧的人可以回忆起大量的信息。
这是一件非常奇怪的事情，但它起作用的原因是海马体特别擅长并倾向于绘制空间路线。
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