從神經(jīng)生理角度看學(xué)習(xí)和記憶的機(jī)制從神經(jīng)生理的角度來(lái)看，感覺性記憶和第一級(jí)記憶主要是神經(jīng)元生理活動(dòng)的功能表現(xiàn)。神經(jīng)元活動(dòng)具有一定的后作用，在刺激作用過去以后，活動(dòng)仍存留一定時(shí)間，這是記憶的最簡(jiǎn)單的形式，感覺性記憶的機(jī)制可能屬于這一類，在神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)元之間形成許多環(huán)路聯(lián)系，環(huán)路的連續(xù)活動(dòng)也是記憶的一種形式，第一級(jí)記憶的機(jī)制可能屬于這一類。例如，海馬環(huán)路的活動(dòng)就與第一級(jí)記憶的保持以及第一級(jí)記憶轉(zhuǎn)入第二級(jí)記憶有關(guān)。

近年來(lái)對(duì)突觸傳遞過程的變化與學(xué)習(xí)記憶的關(guān)系進(jìn)行了許多研究。在海兔（一種海洋軟體動(dòng)物）的縮鰓反射的研究中觀察到，習(xí)慣化的發(fā)生是由于突觸傳遞出現(xiàn)了改變，突觸前末梢的遞質(zhì)釋放量減少導(dǎo)致突觸后電位減少，從而使反射反應(yīng)逐漸減弱；敏感化的機(jī)制是突觸傳遞效能的增強(qiáng)，突觸前末梢的遞質(zhì)釋放量增加。在高等動(dòng)物中也觀察到突觸傳遞具有可塑性。有人在麻醉兔中，記錄海馬齒狀回顆粒細(xì)胞的電活動(dòng)觀察到，如先以一串電脈沖刺激海馬的傳入纖維（前穿質(zhì)纖維），再用單個(gè)電刺激來(lái)測(cè)試顆粒細(xì)胞電活動(dòng)改變，則興奮性突觸后電位和鋒電位波幅增大，鋒電位的潛伏期縮短。這種易化現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10小時(shí)以上，并被稱為長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（long-term potentiation）。不少人把長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)與學(xué)習(xí)記憶聯(lián)系起來(lái)，認(rèn)為它可能是學(xué)習(xí)記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)。在訓(xùn)練大鼠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的空間分辨學(xué)習(xí)過程中，記憶能力強(qiáng)的大鼠海馬長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)反應(yīng)大，而記憶能力差的大鼠長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)反應(yīng)小。

從神經(jīng)生化角度看學(xué)習(xí)和記憶的機(jī)制從神經(jīng)生化的角度來(lái)看，較長(zhǎng)時(shí)性的記憶必然與腦內(nèi)的物質(zhì)代謝有關(guān)，尤其是與腦內(nèi)蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。在金魚建立條件反射的過程中，如用嘌呤霉素（puromycin）注入動(dòng)物腦內(nèi)以抑制腦內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，則運(yùn)動(dòng)不能完成條件反射的建立，學(xué)習(xí)記憶能力發(fā)生明顯障礙。醫(yī)學(xué)`教育網(wǎng)搜集整理人類的第二級(jí)記憶可能與這一類機(jī)制關(guān)系較大。在逆行性遺忘癥中，可能就是由于腦內(nèi)蛋白質(zhì)合成代謝受到了破壞，以致使前一段時(shí)間的記憶喪失。

中樞遞質(zhì)與學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)也有關(guān)。運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)訓(xùn)練后注射擬膽堿藥毒扁豆堿可加強(qiáng)記憶活動(dòng)，而注射抗膽堿藥東莨菪鹼可使學(xué)習(xí)記憶減退。用利血平使腦內(nèi)兒茶酚胺耗竭，則破壞學(xué)習(xí)記憶過程。動(dòng)物在訓(xùn)練后，在腦室內(nèi)注入γ-氨基丁酸可加速學(xué)習(xí)。動(dòng)物訓(xùn)練后將加壓素注入海馬齒狀回可增強(qiáng)記憶，而注入催產(chǎn)素則使記憶減退。一定量的腦啡可使動(dòng)物學(xué)習(xí)過程遭受破壞，而納洛酮可增強(qiáng)記憶。臨床研究發(fā)現(xiàn)，老年人血液中垂體后葉激素含量減少，用加壓素噴鼻可使記憶效率提高；用加壓素治療遺忘癥亦收到滿意效果。

從神經(jīng)解剖角度看學(xué)習(xí)和記憶的機(jī)制從神經(jīng)解剖的角度來(lái)看，持久性記憶可能與新的突觸聯(lián)系的建立有關(guān)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中觀察到，生活在復(fù)雜環(huán)境中的大鼠，其大腦皮層的厚度大，而生活在簡(jiǎn)單環(huán)境中的大鼠，其大腦皮層的厚度??；說明學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)多的大鼠，其大腦皮層發(fā)達(dá)，突觸的聯(lián)系多。人類的第三級(jí)記憶的機(jī)制可能屬于這一類。