科学家早已把记忆定位为神经细胞自身的功能和神经细胞之间联系的功能。前者指的是神经细胞在受到刺激时可以产生许多神经递质，如多巴胺、乙酰胆碱、去甲肾上腺素和血清素等，这些物质便是记忆和其他神经功能的基础。而后者则指神经细胞是怎样联系的和神经递质是如何在细胞之间传递的。如今随着研究的深入，人们对大脑和记忆的问题又有了新的认识。
　　美国加州大学的研究人员对大鼠的两种神经细胞，用常见的神经递质如去甲肾上腺素、乙酰胆碱或血清素加以刺激，以观察它们在神经细胞中的传递和接受以及神经细胞受到刺激后分泌神经递质的情况。研究人员发现，一种被称为PC12的神经细胞在受到乙酰胆碱的反复刺激后，分泌的去甲肾上腺素越来越少，而另一种被称为HT4的细胞则恰恰相反。研究人员用血清素刺激这两种神经细胞，也得到了相似的效果。许多神经递质早已被证明与记忆有关，而且在这种用某种神经递质刺激某些神经细胞并使它们加快分泌另一种神经递质的过程中，会产生出多种与动物记忆有关的浓度很高的化学物质。这些化学物质包括神经元内一种分子环磷酸腺苷和一种已知的神经细胞受体，它们都被证明是记忆的物质基础。
　　根据以前的研究结论，记忆是两个相邻神经细胞之间突触联系加强的结果，但这种联系是如何加强的却并不太清楚。后来有的研究人员认为，联系加强有两种可能，一种是利用神经递质，另一种是神经细胞中的受体有所不同，某些受体可能有利于联系的加强。比如青少年记忆力强，而老年人记忆力弱，这可能就是与受体不同有关。1999年9月，美国科学家发现，幼鼠和成年鼠脑中神经元受体的组成有所不同。幼鼠的受体内含有大量的NR2B蛋白，而成年鼠的受体内这种蛋白含量却极少。科学家通过基因工程把控制产生NR2B蛋白的基因植入老鼠的胚胎中，结果证明在下一代幼鼠的脑细胞中NR2B蛋白的含量大大增加了，而且记忆力也比普通老鼠强，这就是著名的“聪明鼠实验”。这个实验证明了科学家的新观点。
　　不仅如此，美国的另一位科学家巴克斯特又做了一个有趣的实验。他在鱼缸里放一些扁虫(一种低等动物)，在向鱼缸里放电之前亮灯2秒，重复这个过程几次后，扁虫很快就能产生反应和记忆。然后将扁虫切成两截，将头尾放在不同的鱼缸里，从头和尾会分别长出新的扁虫来。但无论是从头还是从尾长出来的新扁虫，都会记得放电的过程。这个实验所得出的结论与近年来兴起的全息生物学有不谋而合的地方。

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