ความจำ: กลไกทางเคมีประสาทของความจำ

แม้ว่าจะมีการศึกษาเกี่ยวกับกลไกของโมเลกุลในการทำงานของเซลล์ประสาทเดี่ยวในรูปแบบต่างๆ มากมาย และมีการกำหนดหลักการในการจัดระเบียบการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทแล้ว แต่ยังไม่ชัดเจนว่าคุณสมบัติของโมเลกุลของเซลล์ประสาทรับรองการจัดเก็บ การสร้างซ้ำ และการวิเคราะห์ข้อมูล - หน่วยความจำได้อย่างไร

ข้อเท็จจริงที่ว่าความรู้ที่ได้รับ (เช่น หลักศีลธรรม) ไม่ได้ถ่ายทอดกันมาโดยกำเนิด และคนรุ่นใหม่ต้องเรียนรู้ความรู้เหล่านี้ใหม่อีกครั้ง ทำให้เราพิจารณาได้ว่าการเรียนรู้เป็นกระบวนการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทใหม่ และการจดจำข้อมูลจะได้รับการรับรองโดยความสามารถของสมองในการสร้างการเชื่อมต่อเหล่านี้ขึ้นมาใหม่ (เปิดใช้งานการเชื่อมต่อเหล่านี้) เมื่อจำเป็น อย่างไรก็ตาม เคมีประสาทสมัยใหม่ยังไม่สามารถนำเสนอทฤษฎีที่สอดคล้องกันซึ่งอธิบายถึงวิธีดำเนินการวิเคราะห์ปัจจัยของโลกภายนอกในสมองของสิ่งมีชีวิตได้ เราสามารถสรุปปัญหาที่นักวิทยาศาสตร์ในสาขาต่างๆ ของชีววิทยาประสาทกำลังดำเนินการอย่างเข้มข้นได้เท่านั้น

สัตว์แทบทุกชนิดสามารถวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมภายนอกได้ในระดับหนึ่งและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงนั้นได้อย่างเหมาะสม ในขณะเดียวกัน ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ของสิ่งมีชีวิตต่ออิทธิพลภายนอกมักจะแตกต่างจากการเผชิญหน้าครั้งแรก การสังเกตนี้แสดงให้เห็นว่าระบบที่มีชีวิตมีความสามารถในการเรียนรู้ พวกมันมีความจำที่เก็บรักษาประสบการณ์ส่วนตัวของสัตว์ไว้ ซึ่งก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางพฤติกรรมและอาจแตกต่างจากประสบการณ์ของบุคคลอื่น

หน่วยความจำทางชีวภาพมีความหลากหลาย ไม่ได้มีอยู่เฉพาะในเซลล์สมองเท่านั้น ความจำของระบบภูมิคุ้มกัน เช่น เก็บข้อมูลเกี่ยวกับแอนติเจนแปลกปลอมที่ครั้งหนึ่งเคยเข้าสู่ร่างกายเป็นเวลานาน (บ่อยครั้งตลอดชีวิต) เมื่อถูกพบอีกครั้ง ระบบภูมิคุ้มกันจะกระตุ้นปฏิกิริยาเพื่อสร้างแอนติบอดี ทำให้สามารถเอาชนะการติดเชื้อได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ระบบภูมิคุ้มกัน “รู้” ว่าจะตอบสนองต่อปัจจัยที่รู้จักอย่างไร และเมื่อเผชิญกับตัวการที่ไม่รู้จัก จะต้องพัฒนากลยุทธ์พฤติกรรมใหม่ ระบบประสาทไม่เหมือนกับระบบภูมิคุ้มกัน ตรงที่สามารถเรียนรู้ที่จะสร้างกลยุทธ์พฤติกรรมในสถานการณ์ใหม่ โดยอาศัย “ประสบการณ์ชีวิต” ซึ่งช่วยให้พัฒนาการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพต่อสิ่งระคายเคืองที่ไม่รู้จักได้

คำถามหลักที่ต้องการคำตอบเมื่อศึกษาเกี่ยวกับกลไกของโมเลกุลของความจำ ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงของกระบวนการเผาผลาญใดที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทเมื่อเผชิญกับสิ่งกระตุ้นจากภายนอก ซึ่งทำให้สามารถเก็บข้อมูลที่ได้รับไว้ได้เป็นระยะเวลาหนึ่ง (บางครั้งก็เป็นเวลานาน) ข้อมูลที่ได้รับจะถูกจัดเก็บไว้ในรูปแบบใด และวิเคราะห์อย่างไร

ในระหว่างกระบวนการเรียนรู้แบบแอคทีฟที่เกิดขึ้นในช่วงวัยเด็ก จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของเซลล์ประสาท ความหนาแน่นของการติดต่อแบบซินแนปส์เพิ่มขึ้น และอัตราส่วนของเซลล์เกลียและเซลล์ประสาทเพิ่มขึ้น เป็นเรื่องยากที่จะแยกแยะระหว่างกระบวนการเจริญเติบโตของสมองกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เป็นตัวนำความทรงจำในระดับโมเลกุล อย่างไรก็ตาม เป็นที่ชัดเจนว่าเพื่อการพัฒนาสติปัญญาอย่างเต็มที่ จำเป็นต้องแก้ปัญหาที่เกิดจากสภาพแวดล้อมภายนอก (จำปรากฏการณ์โมว์กลีหรือปัญหาการปรับตัวเข้ากับชีวิตในธรรมชาติของสัตว์ที่เลี้ยงไว้ในกรงขัง)

ในช่วงไตรมาสสุดท้ายของศตวรรษที่ 20 ได้มีความพยายามศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาของสมองของไอน์สไตน์อย่างละเอียด อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ค่อนข้างน่าผิดหวัง เนื่องจากไม่พบลักษณะเฉพาะที่แยกแยะสมองของไอน์สไตน์จากสมองของคนทั่วไปในปัจจุบัน ข้อยกเว้นประการเดียวคืออัตราส่วนของเซลล์เกลียและเซลล์ประสาทที่เกินมาเล็กน้อย (ไม่มีนัยสำคัญ) นั่นหมายความว่ากระบวนการจดจำระดับโมเลกุลจะไม่ทิ้งร่องรอยที่มองเห็นได้ในเซลล์ประสาทใช่หรือไม่

ในทางกลับกัน ได้มีการพิสูจน์มานานแล้วว่าสารยับยั้งการสังเคราะห์ DNA ไม่ส่งผลต่อความจำ ในขณะที่สารยับยั้งการถอดรหัสและการแปลจะทำให้กระบวนการจดจำแย่ลง นั่นหมายความว่าโปรตีนบางชนิดในเซลล์ประสาทของสมองเป็นพาหะของความจำหรือไม่

การจัดระเบียบของสมองเป็นเช่นนั้น หน้าที่หลักที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้สัญญาณภายนอกและปฏิกิริยาต่อสัญญาณเหล่านั้น (เช่น ปฏิกิริยาการเคลื่อนไหว) จะถูกระบุในบางส่วนของคอร์เทกซ์สมอง จากนั้น การพัฒนาปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น (รีเฟล็กซ์ที่มีเงื่อนไข) ควรแสดงถึง "การปิดการเชื่อมต่อ" ระหว่างศูนย์กลางที่สอดคล้องกันของคอร์เทกซ์ ความเสียหายที่เกิดขึ้นจากการทดลองกับศูนย์กลางนี้ควรทำลายความทรงจำของรีเฟล็กซ์นี้

อย่างไรก็ตาม สรีรวิทยาประสาทวิทยาเชิงทดลองได้รวบรวมหลักฐานจำนวนมากที่บ่งชี้ว่าความจำของทักษะที่ได้รับนั้นกระจายไปทั่วส่วนต่างๆ ของสมอง และไม่ได้กระจุกตัวอยู่เฉพาะในบริเวณที่รับผิดชอบการทำงานที่เป็นปัญหาเท่านั้น การทดลองกับความเสียหายบางส่วนของคอร์เทกซ์ในหนูที่ได้รับการฝึกให้เดินในเขาวงกตได้แสดงให้เห็นว่าเวลาที่จำเป็นในการฟื้นฟูทักษะที่เสียหายนั้นแปรผันตามระดับของความเสียหายและไม่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่เสียหาย

การพัฒนาพฤติกรรมในเขาวงกตอาจรวมถึงการวิเคราะห์ปัจจัยทั้งหมด (การรับกลิ่น การรับรส การมองเห็น) และบริเวณของสมองที่รับผิดชอบในการวิเคราะห์นี้อาจตั้งอยู่ในพื้นที่ต่างๆ ของสมอง ดังนั้น แม้ว่าบริเวณหนึ่งของสมองจะรับผิดชอบองค์ประกอบแต่ละส่วนของปฏิกิริยาทางพฤติกรรม แต่ปฏิกิริยาโดยรวมเกิดขึ้นจากการโต้ตอบกันขององค์ประกอบเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม มีการค้นพบบริเวณในสมองที่มีหน้าที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับกระบวนการความจำ ได้แก่ ฮิปโปแคมปัสและอะมิกดาลา รวมถึงนิวเคลียสของเส้นกึ่งกลางของทาลามัส

นักประสาทชีววิทยาเรียกชุดการเปลี่ยนแปลงในระบบประสาทส่วนกลางที่เกี่ยวข้องกับการบันทึกข้อมูล (ภาพ ประเภทของพฤติกรรม ฯลฯ) ว่าเอนแกรม แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุลของความจำบ่งชี้ว่าการมีส่วนร่วมของโครงสร้างสมองแต่ละส่วนในกระบวนการจดจำและจัดเก็บข้อมูลไม่ได้ประกอบด้วยการจัดเก็บเอนแกรมเฉพาะ แต่เป็นการควบคุมการสร้างและการทำงานของเครือข่ายประสาทที่พิมพ์ บันทึก และทำซ้ำข้อมูล

โดยทั่วไปข้อมูลที่สะสมในการศึกษาเกี่ยวกับปฏิกิริยาตอบสนองทางพฤติกรรมและกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองบ่งชี้ว่าการแสดงออกทางพฤติกรรมและอารมณ์ของชีวิตไม่ได้อยู่ในกลุ่มเซลล์ประสาทเฉพาะเจาะจงในสมอง แต่แสดงออกมาโดยการเปลี่ยนแปลงในการโต้ตอบกันของเซลล์ประสาทจำนวนมาก ซึ่งสะท้อนการทำงานของสมองทั้งหมดในฐานะระบบที่บูรณาการกัน

คำว่าหน่วยความจำระยะสั้นและหน่วยความจำระยะยาวมักใช้เพื่ออธิบายกระบวนการจดจำข้อมูลใหม่ในช่วงเวลาหนึ่ง ในหน่วยความจำระยะสั้น ข้อมูลสามารถเก็บไว้ได้ตั้งแต่เสี้ยววินาทีไปจนถึงสิบนาที ในขณะที่หน่วยความจำระยะยาว ข้อมูลบางครั้งอาจถูกเก็บไว้ได้ตลอดชีวิต ในการแปลงหน่วยความจำประเภทแรกเป็นประเภทที่สอง จำเป็นต้องมีกระบวนการที่เรียกว่าการรวมข้อมูล บางครั้งจะถูกแยกออกเป็นขั้นตอนแยกต่างหากของหน่วยความจำระดับกลาง อย่างไรก็ตาม คำศัพท์เหล่านี้ทั้งหมด ซึ่งอาจสะท้อนถึงกระบวนการที่ชัดเจน ยังไม่ได้รับการเติมเต็มด้วยข้อมูลทางชีวเคมีที่แท้จริง

ประเภทของหน่วยความจำและการปรับเปลี่ยน (อ้างอิงจาก: Ashmarin, 1999)

ประเภทของหน่วยความจำ	สารยับยั้ง ผลกระทบ
ความจำระยะสั้น	ช็อตไฟฟ้า, ยาต้านโคลิเนอร์จิก (แอโทรพีน, สโคโปลามีน), กาลานิน, US1 (ฉีดเข้าที่ส่วนเฉพาะของสมอง)
หน่วยความจำระดับกลาง (การรวมข้อมูล)	สารยับยั้งการเผาผลาญพลังงาน โอเบน ภาวะขาดออกซิเจน สารยับยั้ง RNA และการสังเคราะห์โปรตีน (อะนิโซไมซิน ไซโคลเฮกซิมายด์ พูโรไมซิน แอกติโนไมซินโอ อาร์เอ็นเนส) แอนติบอดีต่อโปรตีนเฉพาะระบบประสาท (วาโซเพรสซิน โปรตีน B-100) กรด 2-อะมิโน-5-ฟอสฟอร์โนวาเลอริก (6-ARU)
ความจำระยะยาว (ตลอดชีวิต)	สารยับยั้งที่ทำลายมันอย่างถาวรยังไม่ทราบแน่ชัด สารยับยั้งบางส่วนถูกระงับโดยแอโทรพีน ไดไอโซโพรพิลฟลูออโรฟอสเฟต สโคโปลามีน

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

ความจำระยะสั้น

หน่วยความจำระยะสั้นซึ่งวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้มาจากอวัยวะรับความรู้สึกต่างๆ และประมวลผลข้อมูลนั้น จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีการติดต่อแบบซินแนปส์ ซึ่งดูเหมือนจะชัดเจน เนื่องจากระยะเวลาที่กระบวนการเหล่านี้ดำเนินไปนั้นไม่สมดุลกับระยะเวลาของการสังเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่ใหม่ ซึ่งได้รับการยืนยันจากความเป็นไปได้ของการยับยั้งหน่วยความจำระยะสั้นด้วยสารยับยั้งซินแนปส์ และความไม่ไวต่อสารยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนและอาร์เอ็นเอ

กระบวนการรวมข้อมูลใช้เวลานานกว่าและไม่พอดีกับช่วงเวลาที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด (นานตั้งแต่หลายนาทีไปจนถึงหลายวัน) อาจเป็นไปได้ว่าระยะเวลาของช่วงเวลาดังกล่าวได้รับผลกระทบจากทั้งคุณภาพของข้อมูลและสถานะของสมอง ข้อมูลที่สมองถือว่าไม่สำคัญจะไม่ถูกรวมข้อมูลและจะหายไปจากความจำ ยังคงเป็นปริศนาว่าคำถามเกี่ยวกับคุณค่าของข้อมูลถูกตัดสินอย่างไรและกลไกทางเคมีประสาทที่แท้จริงของกระบวนการรวมข้อมูลคืออะไร ระยะเวลาของกระบวนการรวมข้อมูลทำให้เราพิจารณาได้ว่าสมองอยู่ในสภาวะคงที่ โดยดำเนินการ "กระบวนการคิด" อย่างต่อเนื่อง ลักษณะที่หลากหลายของข้อมูลที่เข้าสู่สมองเพื่อวิเคราะห์และสารยับยั้งกระบวนการรวมข้อมูลที่มีหลากหลาย ซึ่งมีกลไกการออกฤทธิ์ที่แตกต่างกัน ทำให้เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าในระยะนี้ กลไกทางเคมีประสาทต่างๆ มีส่วนเกี่ยวข้องในการโต้ตอบกัน

การใช้สารประกอบที่แสดงไว้ในตารางเป็นสารยับยั้งกระบวนการรวมทำให้เกิดภาวะความจำเสื่อม (สูญเสียความจำ) ในสัตว์ทดลอง โดยไม่สามารถจำลองทักษะพฤติกรรมที่ได้มาหรือนำเสนอข้อมูลที่ได้รับเพื่อการใช้งานได้

น่าสนใจที่สารยับยั้งบางชนิดแสดงผลลัพธ์หลังจากการนำเสนอข้อมูลที่ต้องการจดจำ (ความจำเสื่อมแบบถอยหลัง) ในขณะที่สารยับยั้งบางชนิดแสดงผลลัพธ์เมื่อใช้ในช่วงก่อนหน้า (ความจำเสื่อมแบบถอยหลัง) การทดลองสอนไก่ให้แยกแยะเมล็ดพืชจากวัตถุที่กินไม่ได้แต่มีขนาดใกล้เคียงกันเป็นที่ทราบกันดี การนำสารยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนอย่างไซโคลเฮกซิมายด์เข้าไปในสมองของไก่ไม่ได้รบกวนกระบวนการเรียนรู้ แต่ป้องกันไม่ให้ทักษะถูกรวบรวมอย่างสมบูรณ์ ในทางตรงกันข้าม การนำเอาสารยับยั้งปั๊ม Na (Na/K-ATPase) อย่างโออาเบนเข้าไปยับยั้งกระบวนการเรียนรู้ได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่ส่งผลกระทบต่อทักษะที่สร้างขึ้นแล้ว ซึ่งหมายความว่าปั๊ม Na มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างความจำระยะสั้น แต่ไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการรวบรวม นอกจากนี้ ผลการทดลองกับไซโคลเฮกซิมายด์ยังบ่งชี้ว่าการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนใหม่มีความจำเป็นสำหรับกระบวนการรวบรวม แต่ไม่จำเป็นสำหรับการสร้างความจำระยะสั้น

ดังนั้น การเรียนรู้ระหว่างการสร้างความจำระยะสั้นจึงเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นเซลล์ประสาทบางส่วน และการรวบรวมความจำเกี่ยวข้องกับการสร้างเครือข่ายระหว่างเซลล์ประสาทระยะยาว ซึ่งการสังเคราะห์โปรตีนพิเศษมีความจำเป็นสำหรับการรวบรวมความจำ ไม่ควรคาดหวังว่าโปรตีนเหล่านี้จะเป็นตัวพาข้อมูลเฉพาะ การสร้างโปรตีนเหล่านี้อาจเป็นเพียงปัจจัยกระตุ้นการกระตุ้นการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทเท่านั้น ยังไม่ชัดเจนว่าการรวบรวมความจำนำไปสู่การสร้างความจำระยะยาวซึ่งไม่สามารถหยุดได้แต่สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ตามต้องการอย่างไร

ในขณะเดียวกันก็ชัดเจนว่าเบื้องหลังการสร้างทักษะที่มั่นคงนั้น มีศักยภาพของกลุ่มเซลล์ประสาทในการสร้างเครือข่ายซึ่งการส่งสัญญาณมีความน่าจะเป็นสูงสุด และความสามารถของสมองนี้สามารถคงอยู่ได้เป็นเวลานาน การมีเครือข่ายอินเตอร์นิวรอนดังกล่าวเพียงเครือข่ายเดียวไม่ได้ป้องกันไม่ให้เซลล์ประสาทเข้าไปเกี่ยวข้องกับเครือข่ายอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้น จึงชัดเจนว่าความสามารถในการวิเคราะห์ของสมองนั้นสูงมาก หากไม่ถึงกับไม่มีขีดจำกัด นอกจากนี้ยังชัดเจนอีกด้วยว่าการนำความสามารถเหล่านี้ไปใช้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของการเรียนรู้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่สมองเจริญเติบโตเต็มที่ในวัยเจริญพันธุ์ เมื่ออายุมากขึ้น ความสามารถในการเรียนรู้จะลดลง

ความสามารถในการเรียนรู้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความสามารถในการปรับเปลี่ยนโครงสร้าง - ความสามารถของการติดต่อแบบซินแนปส์ในการจัดระเบียบการทำงานใหม่ที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน ซึ่งมุ่งเป้าไปที่การซิงโครไนซ์กิจกรรมของเซลล์ประสาทและสร้างเครือข่ายระหว่างเซลล์ประสาท การแสดงออกของความยืดหยุ่นนั้นมาพร้อมกับการสังเคราะห์โปรตีนเฉพาะที่ทำหน้าที่ที่ทราบ (ตัวอย่างเช่น ตัวรับ) หรือหน้าที่ที่ไม่ทราบ หนึ่งในผู้เข้าร่วมในการดำเนินการตามโปรแกรมนี้ก็คือโปรตีน S-100 ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มแอนเน็กซินและพบในสมองในปริมาณมากเป็นพิเศษ (ได้ชื่อมาจากความสามารถในการละลายน้ำได้เมื่ออิ่มตัวด้วยแอมโมเนียมซัลเฟต 100% ที่ค่า pH เป็นกลาง) ปริมาณโปรตีนในสมองนั้นมากกว่าในเนื้อเยื่ออื่นๆ หลายเท่า โดยจะสะสมส่วนใหญ่ในเซลล์เกลียและพบใกล้กับจุดเชื่อมต่อแบบซินแนปส์ ปริมาณโปรตีน S-100 ในสมองจะเริ่มเพิ่มขึ้น 1 ชั่วโมงหลังจากการเรียนรู้และถึงจุดสูงสุดใน 3-6 ชั่วโมง และคงอยู่ที่ระดับสูงเป็นเวลาหลายวัน การฉีดแอนติบอดีต่อโปรตีนชนิดนี้เข้าไปในโพรงสมองของหนูจะขัดขวางความสามารถในการเรียนรู้ของสัตว์ ซึ่งทำให้เราสามารถพิจารณาโปรตีน S-100 ว่ามีส่วนช่วยในการสร้างเครือข่ายระหว่างนิวรอน

กลไกโมเลกุลของความยืดหยุ่นของระบบประสาท

ความยืดหยุ่นของระบบประสาทถูกกำหนดให้เป็นความสามารถของเซลล์ประสาทในการรับรู้สัญญาณจากสภาพแวดล้อมภายนอกที่เปลี่ยนแปลงการกำหนดตายตัวของจีโนม ความยืดหยุ่นหมายถึงความสามารถในการเปลี่ยนแปลงโปรแกรมการทำงานของการโต้ตอบของเซลล์ประสาทเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมภายนอก

กลไกโมเลกุลของความยืดหยุ่นมีความหลากหลาย ให้เราพิจารณากลไกหลักโดยใช้ระบบกลูตาเมตเป็นตัวอย่าง ในไซแนปส์กลูตาเมตจะพบตัวรับที่มีคุณสมบัติต่างกันในเวลาเดียวกัน ทั้งแบบไอโอโนโทรปิกและเมตาบอโทรปิก การปล่อยกลูตาเมตเข้าไปในช่องไซแนปส์ระหว่างการกระตุ้นจะนำไปสู่การกระตุ้นตัวรับไอโอโนโทรปิกที่กระตุ้นด้วยไคเนตและ AMPA ซึ่งทำให้เกิดการดีโพลาไรเซชันของเยื่อหุ้มโพสต์ไซแนปส์ เมื่อค่าศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์สอดคล้องกับค่าศักย์ขณะพัก ตัวรับ NMDA จะไม่ถูกกระตุ้นโดยกลูตาเมตเนื่องจากช่องไอออนของตัวรับถูกบล็อก ด้วยเหตุนี้ ตัวรับ NMDA จึงไม่มีโอกาสถูกกระตุ้นในขั้นต้น อย่างไรก็ตาม เมื่อการดีโพลาไรเซชันของเยื่อหุ้มไซแนปส์เริ่มขึ้น ไอออนแมกนีเซียมจะถูกกำจัดออกจากตำแหน่งการจับ ซึ่งจะทำให้ความสัมพันธ์ของตัวรับกับกลูตาเมตเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

การเปิดใช้งานตัวรับ NMDA ทำให้แคลเซียมเข้าสู่บริเวณโพสต์ซินแนปส์ผ่านช่องไอออนที่อยู่ในโมเลกุลตัวรับ NMDA การเข้าสู่แคลเซียมยังสังเกตได้ผ่านช่องแคลเซียมที่ขึ้นอยู่กับศักย์ไฟฟ้าซึ่งเปิดใช้งานโดยการทำงานของตัวรับไคเนตและ AMPA glutamate จากกระบวนการเหล่านี้ ปริมาณแคลเซียมไอออนในบริเวณรอบเยื่อหุ้มเซลล์ของบริเวณโพสต์ซินแนปส์จะเพิ่มขึ้น สัญญาณนี้อ่อนเกินกว่าที่จะเปลี่ยนกิจกรรมของเอนไซม์จำนวนมากที่ไวต่อแคลเซียมไอออน แต่มีความสำคัญเพียงพอที่จะกระตุ้นฟอสโฟไลเปส C รอบเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งมีสารตั้งต้นเป็นฟอสโฟอิโนซิทอล และทำให้เกิดการสะสมของฟอสเฟตอิโนซิทอลและการกระตุ้นการปลดปล่อยแคลเซียมที่ขึ้นอยู่กับอิโนซิทอล-3-ฟอสเฟตจากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม

ดังนั้นการเปิดใช้งานตัวรับไอโอโนทรอปิกไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการดีโพลาไรเซชันของเยื่อหุ้มเซลล์ในบริเวณโพสต์ซินแนปส์เท่านั้น แต่ยังสร้างเงื่อนไขที่ทำให้ความเข้มข้นของแคลเซียมที่แตกตัวเป็นไอออนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญอีกด้วย ในขณะเดียวกัน กลูตาเมตจะเปิดใช้งานตัวรับเมตาบอโทรปิกในบริเวณซินแนปส์ ส่งผลให้สามารถเปิดใช้งานโปรตีน G ที่เกี่ยวข้องซึ่ง "เชื่อมโยง" กับระบบเอฟเฟกเตอร์ต่างๆ ได้ ไคเนสสามารถเปิดใช้งานได้เพื่อฟอสโฟรีเลตเป้าหมายต่างๆ รวมถึงตัวรับไอโอโนทรอปิก ซึ่งจะปรับเปลี่ยนกิจกรรมของโครงสร้างช่องของโครงสร้างเหล่านี้

นอกจากนี้ ตัวรับกลูตาเมตยังอยู่บนเยื่อก่อนไซแนปส์ด้วย ซึ่งมีโอกาสโต้ตอบกับกลูตาเมตได้เช่นกัน ตัวรับเมตาบอโทรปิกในบริเวณไซแนปส์นี้เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นระบบสำหรับการกำจัดกลูตาเมตออกจากช่องไซแนปส์ ซึ่งทำงานบนหลักการของการนำกลูตาเมตกลับเข้ามา กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของปั๊ม Na เนื่องจากเป็นการขนส่งที่ใช้งานรอง

การกระตุ้นตัวรับ NMDA ที่มีอยู่บนเยื่อก่อนไซแนปส์ยังทำให้ระดับแคลเซียมที่แตกตัวเป็นไอออนในบริเวณก่อนไซแนปส์ของปลายไซแนปส์เพิ่มขึ้นด้วย การสะสมของไอออนแคลเซียมจะทำให้การรวมตัวของเวสิเคิลไซแนปส์เข้ากับเยื่อเกิดขึ้นพร้อมกัน ทำให้การปล่อยตัวกลางเข้าไปในช่องไซแนปส์เร็วขึ้น

เมื่อแรงกระตุ้นกระตุ้นชุดหนึ่งมาถึงไซแนปส์และความเข้มข้นรวมของไอออนแคลเซียมอิสระเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จะสามารถสังเกตเห็นการทำงานของโปรตีเนสคาลเพนที่ขึ้นอยู่กับแคลเซียม ซึ่งจะทำลายโปรตีนโครงสร้างชนิดหนึ่งที่ชื่อว่าโฟดริน ซึ่งปิดบังตัวรับกลูตาเมตและป้องกันไม่ให้มีปฏิสัมพันธ์กับกลูตาเมต ดังนั้น การปล่อยตัวกลางเข้าไปในช่องไซแนปส์ระหว่างการกระตุ้นจึงให้ความเป็นไปได้มากมาย ซึ่งการนำไปใช้สามารถนำไปสู่การขยายสัญญาณหรือการยับยั้งสัญญาณ หรือการปฏิเสธสัญญาณได้ ไซแนปส์ทำงานบนหลักการหลายตัวแปร และเส้นทางที่เกิดขึ้นในแต่ละช่วงเวลาขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ

ความเป็นไปได้เหล่านี้ได้แก่ การปรับจูนไซแนปส์ด้วยตนเองเพื่อให้ส่งสัญญาณที่ถูกขยายได้ดีที่สุด กระบวนการนี้เรียกว่าการเพิ่มศักยภาพในระยะยาว (LTP) ซึ่งประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อมีการกระตุ้นความถี่สูงเป็นเวลานาน การตอบสนองของเซลล์ประสาทต่อแรงกระตุ้นที่เข้ามาจะถูกขยาย ปรากฏการณ์นี้เป็นหนึ่งในแง่มุมของความยืดหยุ่น ซึ่งขึ้นอยู่กับหน่วยความจำระดับโมเลกุลของเซลล์ประสาท ช่วงเวลาของการเพิ่มศักยภาพในระยะยาวจะมาพร้อมกับการฟอสโฟรีเลชันที่เพิ่มขึ้นของโปรตีนประสาทบางชนิดโดยโปรตีนไคเนสเฉพาะ ผลลัพธ์อย่างหนึ่งของการเพิ่มขึ้นของระดับไอออนแคลเซียมในเซลล์คือการกระตุ้นเอนไซม์ที่ขึ้นอยู่กับแคลเซียม (คาลเพน ฟอสโฟลิเพส โปรตีนไคเนสที่ขึ้นอยู่กับแคลเซียม-แคลโมดูลิน) เอนไซม์เหล่านี้บางชนิดเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของออกซิเจนและไนโตรเจนในรูปแบบที่ใช้งาน (NADPH oxidase, NO synthase เป็นต้น) เป็นผลให้การสะสมของอนุมูลอิสระซึ่งถือเป็นตัวกลางรองในการควบคุมการเผาผลาญสามารถลงทะเบียนได้ในเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้น

ผลลัพธ์ที่สำคัญแต่ไม่ใช่ผลลัพธ์เดียวของการสะสมของอนุมูลอิสระในเซลล์ประสาทคือการกระตุ้นยีนที่เรียกว่ายีนตอบสนองเร็ว กระบวนการนี้เป็นการตอบสนองของนิวเคลียสของเซลล์ต่อสัญญาณอนุมูลอิสระในระยะเริ่มต้นและชั่วคราวที่สุด การกระตุ้นยีนเหล่านี้เกิดขึ้นภายใน 5-10 นาทีและดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายชั่วโมง ยีนเหล่านี้ได้แก่กลุ่ม c-fos, c-jun, c-junB, zif/268 เป็นต้น ยีนเหล่านี้เข้ารหัสโปรตีนควบคุมการถอดรหัสเฉพาะในกลุ่มใหญ่หลายกลุ่ม

การกระตุ้นยีนตอบสนองทันทีเกิดขึ้นโดยการมีส่วนร่วมของแฟกเตอร์นิวเคลียร์ NF-kB ซึ่งต้องแทรกซึมเข้าไปในนิวเคลียสผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียสเพื่อให้เกิดการกระทำ การแทรกซึมของแฟกเตอร์นี้ถูกป้องกันโดยข้อเท็จจริงที่ว่าแฟกเตอร์นี้ ซึ่งเป็นไดเมอร์ของโปรตีนสองชนิด (p50 และ p65) อยู่ในคอมเพล็กซ์ที่มีสารยับยั้งโปรตีนในไซโทพลาซึมและไม่สามารถแทรกซึมเข้าไปในนิวเคลียสได้ โปรตีนยับยั้งเป็นสารตั้งต้นสำหรับการฟอสโฟรีเลชันโดยโปรตีนไคเนสเฉพาะ หลังจากนั้นจะแยกตัวออกจากคอมเพล็กซ์ ซึ่งเปิดทางให้ NF-kB เข้าไปในนิวเคลียส โคแฟกเตอร์การกระตุ้นของโปรตีนไคเนสคือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ดังนั้น คลื่นของอนุมูลอิสระที่จับเซลล์จึงก่อให้เกิดกระบวนการหลายอย่างที่อธิบายไว้ข้างต้น ซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นยีนตอบสนองในระยะเริ่มต้น การกระตุ้น c-fos ยังอาจทำให้เกิดการสังเคราะห์นิวโรโทรฟินและการสร้างนิวไรต์และไซแนปส์ใหม่ การกระตุ้นฮิปโปแคมปัสด้วยความถี่สูงจะทำให้ zif/268 ซึ่งเข้ารหัสโปรตีนที่จับกับดีเอ็นเอที่ไวต่อสังกะสีทำงานขึ้น แอนตาโกนิสต์ตัวรับ NMDA จะบล็อกการกระตุ้นและการทำงานของ zif/268 ในระยะยาว

หนึ่งในผู้พยายามทำความเข้าใจกลไกของการวิเคราะห์ข้อมูลในสมองและพัฒนากลยุทธ์ด้านพฤติกรรมในปี 1949 คือ SO Hebb เขาเสนอว่าเพื่อที่จะดำเนินการงานเหล่านี้ จะต้องมีการสร้างความสัมพันธ์เชิงหน้าที่ของเซลล์ประสาท - เครือข่ายอินเตอร์นิวรอนในท้องถิ่น - ในสมอง M. Rosenblatt (1961) ได้ปรับปรุงและทำให้แนวคิดเหล่านี้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นโดยการกำหนดสมมติฐานของ "การเรียนรู้พื้นฐานความสัมพันธ์แบบไม่มีผู้ดูแล" ตามแนวคิดที่เขาพัฒนาขึ้น ในกรณีของการสร้างชุดการปลดปล่อย เซลล์ประสาทสามารถซิงโครไนซ์ได้เนื่องจากการเชื่อมโยงของเซลล์บางเซลล์ (ซึ่งมักจะอยู่ห่างไกลกันทางสัณฐานวิทยา) ผ่านการปรับจูนตัวเอง

เคมีประสาทสมัยใหม่ยืนยันความเป็นไปได้ของการปรับจูนเซลล์ประสาทด้วยตนเองให้มีความถี่เดียวกัน ซึ่งอธิบายถึงความสำคัญในการทำงานของ "การปล่อยประจุ" กระตุ้นชุดหนึ่งเพื่อสร้างวงจรอินเตอร์นิวรอน การใช้สารอนาล็อกกลูตาเมตที่มีฉลากเรืองแสงและติดอาวุธด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ ทำให้สามารถแสดงให้เห็นได้ว่าแม้เมื่อกระตุ้นไซแนปส์หนึ่ง การกระตุ้นสามารถแพร่กระจายไปยังโครงสร้างไซแนปส์ที่อยู่ห่างไกลได้เนื่องจากการก่อตัวของสิ่งที่เรียกว่าคลื่นกลูตาเมต เงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของคลื่นดังกล่าวคือความสามารถในการทำซ้ำของสัญญาณในโหมดความถี่หนึ่ง การยับยั้งตัวขนส่งกลูตาเมตจะเพิ่มการมีส่วนร่วมของเซลล์ประสาทในกระบวนการซิงโครไนซ์

นอกจากระบบกลูตาเมตซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับกระบวนการเรียนรู้ (การจดจำ) แล้ว ระบบสมองอื่นๆ ยังมีส่วนร่วมในการสร้างความจำอีกด้วย เป็นที่ทราบกันดีว่าความสามารถในการเรียนรู้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์เชิงบวกกับกิจกรรมของโคลีนอะซิทิลทรานสเฟอเรสและความสัมพันธ์เชิงลบกับเอนไซม์ที่ไฮโดรไลซ์ตัวกลางนี้ - อะซิทิลโคลีนเอสเทอเรส สารยับยั้งโคลีนอะซิทิลทรานสเฟอเรสจะขัดขวางกระบวนการเรียนรู้ และสารยับยั้งโคลีนเอสเทอเรสจะส่งเสริมการพัฒนาปฏิกิริยาป้องกันตัว

อะมีนชีวภาพ เช่น นอร์เอพิเนฟรินและเซโรโทนิน ยังมีส่วนร่วมในการสร้างความจำอีกด้วย เมื่อพัฒนารีเฟล็กซ์ที่มีเงื่อนไขด้วยการเสริมแรงเชิงลบ (ความเจ็บปวดจากไฟฟ้า) ระบบนอร์เอพิเนฟรินจะถูกกระตุ้น และด้วยการเสริมแรงเชิงบวก (อาหาร) อัตราการเผาผลาญของนอร์เอพิเนฟรินจะลดลง ในทางตรงกันข้าม เซโรโทนินช่วยอำนวยความสะดวกในการพัฒนาทักษะภายใต้เงื่อนไขของการเสริมแรงเชิงบวก และส่งผลเชิงลบต่อการก่อตัวของปฏิกิริยาป้องกัน ดังนั้น ในกระบวนการรวมความจำ ระบบเซโรโทนินและนอร์เอพิเนฟรินจึงเป็นตัวต่อต้าน และความผิดปกติที่เกิดจากการสะสมเซโรโทนินมากเกินไปนั้น เห็นได้ชัดว่าสามารถชดเชยได้ด้วยการกระตุ้นระบบนอร์เอพิเนฟริน

การมีส่วนร่วมของโดพามีนในการควบคุมกระบวนการความจำมีลักษณะหลายปัจจัย ในแง่หนึ่ง พบว่าโดพามีนสามารถกระตุ้นการพัฒนาของรีเฟล็กซ์ที่มีเงื่อนไขด้วยการเสริมแรงเชิงลบ ในอีกแง่หนึ่ง โดพามีนช่วยลดการฟอสโฟรีเลชันของโปรตีนในเซลล์ประสาท (เช่น โปรตีน B-50) และกระตุ้นการแลกเปลี่ยนฟอสโฟอิโนซิไทด์ อาจสันนิษฐานได้ว่าระบบโดพามีนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการรวมความจำ

เปปไทด์ประสาทที่ปล่อยออกมาในไซแนปส์ระหว่างการกระตุ้นยังเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างความจำอีกด้วย เปปไทด์ลำไส้ที่มีฤทธิ์ต่อหลอดเลือดจะเพิ่มความสัมพันธ์ของตัวรับโคลีเนอร์จิกกับตัวกลางหลายพันเท่า ทำให้ระบบโคลีเนอร์จิกทำงานได้ง่ายขึ้น ฮอร์โมนวาโซเพรสซินที่ปล่อยออกมาจากต่อมใต้สมองส่วนหลังซึ่งสังเคราะห์ในนิวเคลียสซูปราออปติกของไฮโปทาลามัสจะถูกถ่ายโอนโดยกระแสแอกซอนไปยังต่อมใต้สมองส่วนหลัง ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในเวสิเคิลซิน และจากที่นั่นจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด ฮอร์โมนนี้รวมถึงฮอร์โมนต่อมใต้สมองอะดรีโนคอร์ติโคโทรปิก (ACTH) ทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการความจำในสมองอย่างต่อเนื่อง ควรเน้นย้ำว่าผลกระทบนี้แตกต่างจากกิจกรรมของฮอร์โมน โดยชิ้นส่วนของสารประกอบเหล่านี้ที่ไม่มีกิจกรรมนี้มีผลต่อกระบวนการเรียนรู้เช่นเดียวกับโมเลกุลทั้งหมด

สารกระตุ้นความจำที่ไม่ใช่เปปไทด์แทบไม่เป็นที่รู้จัก ยกเว้นออโรเทตและพิราเซตาม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในทางคลินิก พิราเซตามเป็นสารเคมีแอนะล็อกของกรดแกมมา-อะมิโนบิวทิริก และจัดอยู่ในกลุ่มยาที่เรียกว่า nootropic ซึ่งมีผลอย่างหนึ่งคือเพิ่มการไหลเวียนของเลือดในสมอง

การศึกษาบทบาทของออโรเทตในกลไกการรวมความจำนั้นเกี่ยวข้องกับความน่าสนใจที่กระตุ้นจิตใจของนักเคมีประสาทในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 เรื่องราวเริ่มต้นด้วยการทดลองของ J. McConnell เกี่ยวกับการพัฒนารีเฟล็กซ์ที่มีเงื่อนไขต่อแสงในพยาธิตัวแบนดั้งเดิมที่เรียกว่า พลานาเรีย หลังจากสร้างรีเฟล็กซ์ที่เสถียรแล้ว เขาก็ตัดพลานาเรียตามขวางเป็นสองส่วนและทดสอบความสามารถในการเรียนรู้รีเฟล็กซ์เดียวกันในสัตว์ที่งอกใหม่จากทั้งสองซีก สิ่งที่น่าประหลาดใจก็คือ ไม่เพียงแต่สัตว์ที่ได้รับจากส่วนหัวจะมีความสามารถในการเรียนรู้ที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่สัตว์ที่งอกใหม่จากหางยังเรียนรู้ได้เร็วกว่าสัตว์ในกลุ่มควบคุมมากอีกด้วย โดยใช้เวลาในการเรียนรู้ทั้งสองส่วนน้อยกว่าสัตว์ที่งอกใหม่จากสัตว์ในกลุ่มควบคุมถึง 3 เท่า McConnell สรุปว่าปฏิกิริยาที่ได้มานั้นถูกเข้ารหัสโดยสารที่สะสมอยู่ในส่วนหัวและส่วนหางของพลานาเรีย

การนำผลงานของแม็คคอนเนลล์ไปทำการทดลองกับวัตถุอื่นนั้นพบปัญหาหลายประการ ส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์ผู้นี้ถูกประกาศให้เป็นพวกหลอกลวง และบทความของเขาไม่ได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์อีกต่อไป ผู้เขียนที่โกรธแค้นได้ก่อตั้งวารสารของตนเองขึ้น โดยไม่เพียงแต่ตีพิมพ์ผลการทดลองครั้งต่อมาเท่านั้น แต่ยังตีพิมพ์ภาพล้อเลียนผู้วิจารณ์และคำอธิบายยาวเหยียดเกี่ยวกับการทดลองที่เขาทำขึ้นเพื่อตอบสนองต่อความคิดเห็นที่วิพากษ์วิจารณ์อีกด้วย ด้วยความมั่นใจของแม็คคอนเนลล์ในความถูกต้องของตนเอง วิทยาศาสตร์สมัยใหม่จึงมีโอกาสที่จะหันกลับมาวิเคราะห์ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ดั้งเดิมเหล่านี้อีกครั้ง

ที่น่าสังเกตคือเนื้อเยื่อของแพลนเนเรียนที่ "ผ่านการฝึก" จะมีกรดออโรติกเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นเมแทบอไลต์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ ผลลัพธ์ที่แม็คคอนเนลล์ได้รับสามารถตีความได้ดังนี้: เงื่อนไขสำหรับการเรียนรู้ที่เร็วขึ้นเกิดขึ้นจากปริมาณกรดออโรเทตที่เพิ่มขึ้นในแพลนเนเรียนที่ "ผ่านการฝึก" เมื่อศึกษาความสามารถในการเรียนรู้ของแพลนเนเรียนที่ฟื้นฟู เราจะพบไม่ใช่การถ่ายโอนความทรงจำ แต่เป็นการถ่ายโอนทักษะไปสู่การสร้างมัน

ในทางกลับกัน ปรากฏว่าเมื่อการงอกใหม่ของแพลนเนเรียนเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่มี RNase เฉพาะตัวที่ได้รับจากส่วนหัวเท่านั้นที่แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการเรียนรู้ที่เพิ่มขึ้น การทดลองอิสระที่ดำเนินการโดย G. Ungar ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ทำให้สามารถแยกเปปไทด์ที่มีรูปร่าง 15 เหลี่ยมที่เรียกว่า scotophobin (ตัวกระตุ้นความกลัวความมืด) ออกจากสมองของสัตว์ได้ โดยมีปฏิกิริยาตอบสนองในการหลีกเลี่ยงความมืด เห็นได้ชัดว่าทั้ง RNA และโปรตีนบางชนิดสามารถสร้างเงื่อนไขสำหรับการเปิดตัวการเชื่อมต่อการทำงาน (เครือข่ายอินเตอร์นิวรอน) ได้ ซึ่งคล้ายกับที่ถูกกระตุ้นในสัตว์ดั้งเดิม

ในปี 2548 เป็นเวลา 80 ปีแล้วนับตั้งแต่เกิดของแม็กคอนเนลล์ ซึ่งการทดลองของเขาได้วางรากฐานสำหรับการศึกษาตัวพาความจำระดับโมเลกุล ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 20 และ 21 วิธีการใหม่ของจีโนมิกส์และโปรตีโอมิกส์ก็ปรากฏขึ้น การใช้วิธีการเหล่านี้ทำให้สามารถระบุการมีส่วนเกี่ยวข้องของชิ้นส่วนโมเลกุลต่ำของอาร์เอ็นเอถ่ายโอนในกระบวนการรวมตัวได้

ข้อเท็จจริงใหม่ทำให้สามารถพิจารณาแนวคิดเรื่อง DNA ไม่เกี่ยวข้องในกลไกความจำระยะยาวได้อีกครั้ง การค้นพบ DNA โพลิเมอเรสที่ขึ้นอยู่กับ RNA ในเนื้อเยื่อสมองและการมีอยู่ของความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างกิจกรรมและความสามารถในการเรียนรู้บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของการมีส่วนร่วมของ DNA ในกระบวนการสร้างความจำ พบว่าการพัฒนารีเฟล็กซ์ที่ปรับสภาพด้วยอาหารกระตุ้นบริเวณบางส่วน (ยีนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์โปรตีนเฉพาะ) ของ DNA ในนีโอคอร์เทกซ์อย่างรวดเร็ว สังเกตได้ว่าการกระตุ้น DNA ส่งผลต่อบริเวณที่ไม่ค่อยเกิดซ้ำในจีโนมเป็นหลัก และสังเกตได้ไม่เพียงแต่ในนิวเคลียสเท่านั้น แต่ยังรวมถึงใน DNA ของไมโตคอนเดรียด้วย และในระดับที่สูงกว่าในไมโตคอนเดรีย ปัจจัยที่กดทับความจำจะกดทับกระบวนการสังเคราะห์เหล่านี้พร้อมกัน

สารกระตุ้นความจำบางชนิด (อ้างอิงจาก: Ashmarin, Stukalov, 1996)

ความเฉพาะเจาะจงของ การกระทำ	สารกระตุ้น
	คลาสการเชื่อมต่อ	ตัวอย่างสาร
ตัวแทนที่ค่อนข้างเฉพาะเจาะจง	เปปไทด์ควบคุม	วาสเพรสซินและสารประกอบที่คล้ายกัน ไดเปปไทด์ pEOA, ACTH และสารประกอบที่คล้ายกัน
	สารประกอบที่ไม่ใช่เปปไทด์	พิราเซตาม, แกงกลิโอไซด์
	ตัวควบคุมการเผาผลาญ RNA	ออโรเทต อาร์เอ็นเอที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ
ตัวแทนสเปกตรัมกว้าง	เครื่องกระตุ้นประสาท	ฟีนิลอัลคิลเอมีน (ฟีนามีน), ฟีนิลอัลคิลลอยด์โนนิมีน (ซิดโนคาร์บ)
	ยาต้านอาการซึมเศร้า	2-(4-เมทิล-1-ไพเพอราซินิล)-10-เมทิล-3,4-ไดอะซาฟีนอกซาซีนไดไฮโดรคลอไรด์ (อะซาเฟน)
	สารปรับเปลี่ยนระบบ โคลีเนอร์จิก	โคลิโนมิเมติก สารยับยั้งอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรส

ตารางแสดงตัวอย่างของสารประกอบที่กระตุ้นความจำ

เป็นไปได้ที่การศึกษาเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของ DNA ในกระบวนการสร้างความทรงจำจะให้คำตอบที่สมเหตุสมผลต่อคำถามว่ามีเงื่อนไขใดที่ทักษะหรือความประทับใจที่เกิดขึ้นสามารถถ่ายทอดได้ เป็นไปได้ว่าความทรงจำทางพันธุกรรมเกี่ยวกับเหตุการณ์โบราณที่บรรพบุรุษพบเจอเป็นพื้นฐานของปรากฏการณ์ทางจิตบางอย่างที่ยังอธิบายไม่ได้

ตามความเห็นที่เฉียบแหลมแม้ว่าจะยังไม่ได้รับการพิสูจน์ก็ตาม การบินในฝันที่ควบคู่ไปกับการสร้างตัวของสมองที่สมบูรณ์ ซึ่งเราทุกคนเคยสัมผัสเมื่อยังเยาว์วัย สะท้อนถึงความรู้สึกในการบินที่บรรพบุรุษในอดีตเคยสัมผัสเมื่อครั้งที่พวกเขาใช้เวลาทั้งคืนบนต้นไม้ ไม่ใช่เรื่องไร้เหตุผลที่การบินในฝันจะไม่สิ้นสุดลงด้วยการตกลงมา เพราะบรรพบุรุษในอดีตที่ไม่มีเวลาเกาะกิ่งไม้เมื่อตกลงมา ถึงแม้ว่าพวกเขาจะสัมผัสได้ถึงความรู้สึกนี้ก่อนตาย แต่ก็ไม่ได้ให้กำเนิดลูกหลาน...