1.刺激痕跡
　　20世紀初，西蒙和海林(Simon&Heling)提出，記憶是“保持痕跡的能力”。之后，有人相信人腦中有記憶痕跡的存在。如當人們記住一個名字時，人腦中就有一個代表那個名字的痕跡存在。最初這種痕跡具有電流的性質，很容易消失，以后經(jīng)過多次強化，這種痕跡發(fā)生了化學性質和組織上的變化，因而成為記憶的烙印。這種記憶痕跡和烙印是活動的，沒有一定的部位。這種看法雖有一定道理，但還不能說明記憶的本質。
　　2.突觸結構
　　有研究者對突觸以及單個腦細胞的電生理活動進行了大量研究，結果發(fā)現(xiàn)，刺激的持續(xù)作用可使神經(jīng)元的突觸發(fā)生變化。例如，神經(jīng)元的軸突末梢增大，樹突增多、變長，突觸間隙變窄，突觸內(nèi)的生化變化使相鄰的神經(jīng)元更易于相互影響，等等。這一看法得到不少實驗的支持。例如，將剛生下的一窩小白鼠分為兩組，一組飼養(yǎng)在有各種設備和玩具、內(nèi)容豐富的環(huán)境里，另一組放在沒有任何設備的貧乏的環(huán)境里。30天后，發(fā)現(xiàn)前一組白鼠的大腦皮層在重量和厚度上均比后一組白鼠有所增加，突觸數(shù)目也增多，腦中與學習有關的化學物質的濃度較高，學習行為表現(xiàn)得較好。因此，有人認為突觸結構的變化，可能是長時記憶的生理基礎。
　　3.核糖核酸
　　20世紀60年代，分子生物學興起，人們對生物大分子在大腦活動過程中作用的研究有較大進展，這就為在分子水平上揭示記憶之謎打下了基礎。特別是發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸(DNA)借助核糖核酸(RNA)傳遞遺傳信息的機制，這使得一些心理學家假定，個體記憶經(jīng)驗是由神經(jīng)元內(nèi)的核糖核酸的分子結構來承擔的。這種假設可以由學習引起的神經(jīng)活動改變與之有關的那些神經(jīng)元內(nèi)部核糖核酸的細微化學結構來加以證實。瑞典神經(jīng)生物化學家海登(H.Hyden)訓練小白鼠走鋼絲，然后進行解剖，發(fā)現(xiàn)鼠腦內(nèi)與平衡活動有關的神經(jīng)元的RNA含量顯著增加，而且組成成分也有變化。海登據(jù)此認為，大分子是信息的儲存庫，RNA和DNA是記憶的化學分子載體。后來有人又做了其他實驗，結果發(fā)現(xiàn)將抑制RNA產(chǎn)生的化學物質注射到動物腦內(nèi)，會使學習能力顯著減退或完全消失，而用促進RNA產(chǎn)生的化學物質注入動物腦內(nèi)，則能提高動物的學習能力，這進一步證明RNA本身的變化是記憶和學習的物質基礎。
　　4.反響回路
　　通過腦電現(xiàn)象和神經(jīng)結構的研究，有人認為反響回路是記憶的生理基礎。反響回路是指神經(jīng)系統(tǒng)中皮層和皮層下組織之問存在某種閉合的神經(jīng)環(huán)路。

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