1.刺激痕跡
　　20世紀(jì)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(dāng)人們記住一個(gè)名字時(shí)，人腦中就有一個(gè)代表那個(gè)名字的痕跡存在。最初這種痕跡具有電流的性質(zhì)，很容易消失，以后經(jīng)過多次強(qiáng)化，這種痕跡發(fā)生了化學(xué)性質(zhì)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(dòng)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(zhì)。
　　2.突觸結(jié)構(gòu)
　　有研究者對(duì)突觸以及單個(gè)腦細(xì)胞的電生理活動(dòng)進(jìn)行了大量研究，結(jié)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(shí)驗(yàn)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(shè)備和玩具、內(nèi)容豐富的環(huán)境里，另一組放在沒有任何設(shè)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(xué)習(xí)有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)的濃度較高，學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)得較好。因此，有人認(rèn)為突觸結(jié)構(gòu)的變化，可能是長時(shí)記憶的生理基礎(chǔ)。
　　3.核糖核酸
　　20世紀(jì)60年代，分子生物學(xué)興起，人們對(duì)生物大分子在大腦活動(dòng)過程中作用的研究有較大進(jìn)展，這就為在分子水平上揭示記憶之謎打下了基礎(chǔ)。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(jī)制，這使得一些心理學(xué)家假定，個(gè)體記憶經(jīng)驗(yàn)是由神經(jīng)元內(nèi)的核糖核酸的分子結(jié)構(gòu)來承擔(dān)的。這種假設(shè)可以由學(xué)習(xí)引起的神經(jīng)活動(dòng)改變與之有關(guān)的那些神經(jīng)元內(nèi)部核糖核酸的細(xì)微化學(xué)結(jié)構(gòu)來加以證實(shí)。瑞典神經(jīng)生物化學(xué)家海登(H.Hyden)訓(xùn)練小白鼠走鋼絲，然后進(jìn)行解剖，發(fā)現(xiàn)鼠腦內(nèi)與平衡活動(dòng)有關(guān)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(rèn)為，大分子是信息的儲(chǔ)存庫，RNA和DNA是記憶的化學(xué)分子載體。后來有人又做了其他實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將抑制RNA產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)注射到動(dòng)物腦內(nèi)，會(huì)使學(xué)習(xí)能力顯著減退或完全消失，而用促進(jìn)RNA產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)注入動(dòng)物腦內(nèi)，則能提高動(dòng)物的學(xué)習(xí)能力，這進(jìn)一步證明RNA本身的變化是記憶和學(xué)習(xí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　4.反響回路
　　通過腦電現(xiàn)象和神經(jīng)結(jié)構(gòu)的研究，有人認(rèn)為反響回路是記憶的生理基礎(chǔ)。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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