ความจำ

ในจิตวิทยา ความจำ (อังกฤษ: memory) เป็นกระบวนการที่ข้อมูลต่าง ๆ รับการเข้ารหัส การเก็บไว้ และการค้นคืน เนื่องจากว่า ในระยะแรกนี้ ข้อมูลจากโลกภายนอกมากระทบกับประสาทสัมผัสต่าง ๆ (มีตาเป็นต้น) ในรูปแบบของสิ่งเร้าเชิงเคมีหรือเชิงกายภาพ จึงต้องมีการเปลี่ยนข้อมูลไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง ซึ่งก็คือการเข้ารหัส เพื่อบันทึกข้อมูลไว้ในความจำได้ ระยะที่สองเป็นการเก็บข้อมูลนั้นไว้ ในสภาวะที่สามารถจะรักษาไว้ได้เป็นระยะเวลาหนึ่ง ส่วนระยะสุดท้ายเป็นการค้นคืนข้อมูลที่ได้เก็บเอาไว้ ซึ่งก็คือการสืบหาข้อมูลนั้นที่นำไปสู่การสำนึกรู้ ให้สังเกตว่า การค้นคืนความจำบางอย่างไม่ต้องอาศัยความพยายามภายใต้อำนาจจิตใจ

การสูญเสียความจำเรียกว่าเป็นความหลงลืม หรือถ้าเป็นโรคทางการแพทย์ ก็จะเรียกว่า ภาวะเสียความจำ (amnesia)

Sensory memory (ความจำอาศัยความรู้สึก) เป็นข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึกที่เก็บไว้น้อยกว่า 1 วินาทีหลังจากเกิดการรับรู้สิ่งที่มากระทบประสาทสัมผัส ความสามารถในการเห็นวัตถุหนึ่งแล้วจำได้ว่าเหมือนกับอะไร โดยดู (หรือจำ) ใช้เวลาเพียงไม่ถึงวินาที เป็นตัวอย่างของความจำอาศัยความรู้สึก เป็นความจำนอกเหนือการควบคุมทางประชานและเป็นการตอบสนองอัตโนมัติ แม้ว่าจะมีการแสดงให้ดูเพียงระยะสั้น ๆ ผู้ร่วมการทดลองมักจะรายงานว่าเหมือนจะ "เห็น" รายละเอียดมากกว่าที่จะรายงานได้จริง ๆ (เพราะกว่าจะบอกสิ่งที่เห็นหมด ก็ลืมไปก่อนแล้ว)

นักจิตวิทยาเชิงประชานชาวอเมริกัน ศ. จอร์จ สเปอร์ลิง ได้ทำงานทดลองชุดแรก ๆ เพื่อตรวจสอบความจำประเภทนี้ในปี ค.ศ. 1963 โดยใชัรูปแบบ "partial report paradigm" (การทดลองแบบรายงานเป็นบางส่วน) คือ มีการแสดงตารางมีอักษร 12 ตัว จัดเป็น 3 แถว 4 คอลัมน์ให้ผู้ร่วมการทดลองดู หลังจากให้ดูเป็นระยะเวลาสั้น ๆ ก็จะเล่นเสียงสูง เสียงกลาง หรือเสียงต่ำเพื่อบอกผู้ร่วมการทดลองว่า ให้รายงานอักษรแถวไหน จากการทดลองอย่างนี้ ศ. สเปอร์ลิงสามารถแสดงได้ว่า สมรรถภาพของความจำอาศัยความรู้สึกสามารถจำได้ประมาณ 12 อักษร แต่ว่าจะเสื่อมลงอย่างรวดเร็ว (ภายใน 2-3 ร้อยมิลลิวินาที) เนื่องจากเสื่อมเร็วมาก ผู้ร่วมการทดลองจะเห็นสิ่งที่แสดง แต่ไม่สามารถรายงานอักษรทั้งหมดก่อนที่ความจำจะเสื่อมไป ความจำชนิดนี้ไม่สามารถทำให้ดำรงอยู่ได้นานขึ้นโดยท่องซ้ำ ๆ (rehearsal)

ความจำระยะสั้น (short-term memory) เป็นความจำที่ช่วยให้ระลึกข้อมูลได้เป็นเวลาหลายวินาทีจนถึงนาทีหนึ่งโดยไม่ต้องท่องซ้ำ ๆ ความจำนี้มีขนาดจำกัดมาก ในปี ค.ศ. 1956 เมื่อทำงานอยู่ที่เบ็ลล์แล็บ นักจิตวิทยาเชิงประชานชาวอเมริกัน ศ. จอร์จ มิลเล่อร์ทำการทดลองที่แสดงว่า ขนาดความจำระยะสั้นอยู่ที่ 7?2 ชิ้น และได้เขียนบทความตีพิมพ์ที่มีชื่อเสียงว่า "The Magical Number Seven, Plus or Minus Two (เลขขลังคือ 7, บวกหรือลบ 2)" แต่ว่า ขนาดประมาณปัจจุบันของความจำระยะสั้นน้อยกว่าที่มิลเล่อร์กล่าวไว้ โดยปกติจะอยู่ที่ 4-5 ชิ้น แต่ว่า สามารถจะเพิ่มขนาดขึ้นได้ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า chunking (คือรวมข้อมูลหลายชิ้นให้เป็นชิ้นเดียวกัน เช่น เบอร์รหัส 02 หมายถึงเบอร์โทรศัพท์ในกรุงเทพฯ) ยกตัวอย่างเช่น ในการระลึกถึงเบอร์โทรศัพท์ 9 เบอร์ เราสามารถแบ่งเบอร์ออกเป็น 3 ส่วน ส่วนแรก (เช่น 02) ส่วนที่สองที่มีเลขสามตัว (เช่น 456) และส่วนสุดท้ายที่มีเลข 4 ตัว (เช่น 7890) การจำเบอร์โทรศัพท์โดยวิธีเช่นนี้มีประสิทธิภาพดีกว่าพยายามจะจำเลขเดี่ยว ๆ 9 ตัว เพราะว่า เราสามารที่จะแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนต่าง ๆ ที่มีความหมาย ซึ่งก็จะเห็นได้ในประเทศต่าง ๆ ที่มักจะแสดงเบอร์โทรศัพท์เป็นส่วน ๆ แต่ละส่วนมี 2-4 ตัวเลข

ความจำระยะสั้นเชื่อกันว่า อาศัยการเข้ารหัสโดยเสียง (acoustic code) โดยมากในการเก็บข้อมูล และอาศัยการเข้ารหัสโดยสิ่งที่เห็น (visual code) บ้างแต่น้อยกว่า ในปี ค.ศ. 1964 คอนแรด พบว่าผู้ร่วมการทดลองมีปัญหาในการระลึกถึงกลุ่มอักษรที่มีเสียงคล้ายกัน (เช่น E, P, D) ความสับสนในการระลึกถึงอักษรที่มีเสียงคล้าย ๆ กัน ไม่ใช่เพราะมีรูปร่างคล้าย ๆ กันบอกเป็นนัยว่า อักษรต่าง ๆ มีการเข้ารหัสโดยเสียง แต่การทดลองของคอนแรดเกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสตัวเขียนหนังสือ ดังนั้น แม้ว่าความจำเกี่ยวกับภาษาเขียนอาจจะต้องอาศัยส่วนประกอบเกี่ยวกับเสียง แต่ว่า นัยทั่วไปเกี่ยวกับความจำทุก ๆ แบบไม่ควรจะทำเพราะเพียงเหตุแห่งผลการทดลองนี้เท่านั้น

การเก็บความจำอาศัยความรู้สึกและความจำระยะสั้นทั่ว ๆ ไปแล้วมีขนาดและระยะเวลาจำกัด ซึ่งก็หมายความว่า ไม่สามารถรักษาข้อมูลไว้ได้ตลอดชั่วกาลนาน โดยเปรียบเทียบแล้ว ความจำระยะยาวมีขนาดใหญ่กว่าเพื่อบรรจุข้อมูลที่อาจไม่จำกัดเวลา (เช่นรักษาไว้ได้จนตลอดชีวิต) ขนาดความจำระยะยาวมีขนาดใหญ่จนวัดไม่ได้ ยกตัวอย่างเช่น ถ้าให้เลข 7 หลักโดยสุ่ม เราอาจจะจำได้เพียงแค่ 2-3 วินาทีก่อนที่จะลืม ซึ่งบอกเป็นนัยว่าเก็บอยู่ในความจำระยะสั้นของเรา เปรียบเทียบกับเบอร์โทรศัพท์ที่เราอาจจะจำได้เป็นเวลาหลาย ๆ ปีผ่านการท่องและการระลึกถึงซ้ำ ๆ ข้อมูลนี้จึงเรียกว่าเก็บอยู่ในความจำระยะยาว

เปรียบเทียบความจำระยะสั้นที่เข้ารหัสข้อมูลโดยเสียง ความจำระยะยาวเข้ารหัสข้อมูลโดยความหมาย (semantic) ในปี ค.ศ 1966 แบ็ดเดลีย์ พบว่า หลังจาก 20 นาที ผู้ร่วมการทดลองมีปัญหาในการจำกลุ่มคำที่มีความหมายคล้าย ๆ กัน (เช่นบิ๊ก ใหญ่ โต) ในระยะยาว ส่วนความจำระยะยาวอีกอย่างหนึ่งก็คือ "ความจำอาศัยเหตุการณ์" (episodic memory) "ซึ่งเป็นการพยายามเก็บข้อมูลเกี่ยวกับ 'อะไร' 'เมื่อไร' และ 'ที่ไหน'" เป็นความจำที่เราสามารถระลึกถึงเหตุการณ์เฉพาะต่าง ๆ เช่นงานเลี้ยงวันเกิดหรืองานแต่งงาน

ความจำระยะสั้นมีมูลฐานเป็นรูปแบบการสื่อสารในเซลล์ประสาทแบบชั่วคราว โดยอาศัยเขตต่าง ๆ ในสมองกลีบหน้า (โดยเฉพาะ dorsolateral prefrontal cortex) และในสมองกลีบข้าง เปรียบเทียบกับความจำระยะยาว ซึ่งอาศัยการเปลี่ยนแปลงที่มีเสถียรภาพและถาวรโดยเชื่อมต่อทางเซลล์ประสาทที่กระจายไปอย่างกว้างขวางในสมอง ฮิปโปแคมปัสเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ทำความจำระยะสั้นให้กลายเป็นความจำระยะยาว (ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการเรียนรู้ข้อมูลใหม่ ๆ) เป็นกระบวนการที่เรียกว่า "การทำความจำให้มั่นคง" (consolidation) แม้ว่าตัวเองจะไม่ใช่เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลนั้นไว้เอง แต่ถ้าไม่มีส่วนนี้ของสมอง ความจำใหม่ ๆ จะไม่สามารถเก็บไว้ในความจำระยะยาว ดังที่พบในคนไข้เฮ็นรี่ โมไลสันหลังจากที่เขาผ่าตัดเอาฮิปโปแคมปัสทั้งสองซีกออก และจะไม่สามารถใส่ใจอะไรได้นาน ๆ (คือมีสมาธิสั้น) นอกจากนั้นแล้ว สมองส่วนนี้อาจมีบทบาทในการเปลี่ยนการเชื่อมต่อทางประสาทในช่วงเวลา 3 เดือนหรือมากกว่านั้นหลังจากเกิดการเรียนรู้เหตุการณ์นั้น ๆ

สิ่งที่เชื่อกันว่าเป็นหน้าที่หลัก ๆ ของการนอนหลับก็คือ ทำข้อมูลที่ได้เรียนรู้นั้นให้มั่นคง (consolidation) ได้ดีขึ้น เพราะว่า งานวิจัยหลายงานได้แสดงว่า ความจำที่ดีขึ้นอยู่กับการหลับนอนที่เพียงพอในช่วงระหว่างการเรียนและการทดสอบความจำ นอกจากนั้นแล้ว ข้อมูลที่ได้จากงานวิจัยหลายงานที่ใช้การสร้างภาพในสมอง (neuroimaging) แสดงรูปแบบการทำงานในสมองในขณะนอนหลับที่เหมือนกับช่วงการเรียนรู้งานนั้น ๆ ในวันก่อน ซึ่งบอกเป็นนัยว่า ความจำใหม่ ๆ อาจเกิดการทำให้มั่นคงผ่านการเล่นซ้ำ (rehearsal)

งานวิจัยหนึ่งเสนอว่า การเก็บความจำระยะยาวในมนุษย์อาจจะมีการรักษาไว้โดยกระบวนการ DNA methylation (เป็นกระบวนการชีวเคมีที่เติมกลุ่ม Methyl หนึ่งลงใน cytosine DNA nucleotides หรือ adenine DNA nucleotides) หรือผ่านตัวพรีออน

แบบจำลองความจำหลายอย่างแสดงรูปแบบต่าง ๆ ที่เชื่อกันว่าเป็นกระบวนการทำงานของความจำ ต่อไปนี้เป็นแบบจำลองต่าง ๆ ที่ได้รับการเสนอโดยนักจิตวิทยาหลายท่าน แต่ก็มีข้อถกเถียงด้วยว่า มีโครงสร้างต่าง ๆ ทางประสาทของความจำเหมือนแบบเหล่านี้จริง ๆ หรือไม่

ในปี ค.ศ. 1968 ริชาร์ด แอ็ตกินสัน และริชาร์ด ชริฟฟรินได้เสนอแบบจำลอง multi-store model (แบบจำลองความจำมีหลายที่เก็บ) หรือ Atkinson-Shiffrin memory model ซึ่งต่อมาได้รับการวิจารณ์ว่าง่ายเกินไป ยกตัวอย่างเช่น ความจำระยะยาวเชื่อกันว่า ประกอบด้วยส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นความจำอาศัยเหตุการณ์ (episodic memory) และความจำเชิงกระบวนวิธี (procedural memory) นอกจากนั้นแล้ว แบบจำลองยังเสนอว่าการฝึกซ้อม (rehearsal) เป็นกลไกเดียวที่ข้อมูลต่าง ๆ รับการบันทึกในที่เก็บความจำระยะยาว แต่กลับมีหลักฐานที่แสดงว่า เราสามารถจำสิ่งต่าง ๆ ได้โดยไม่ต้องฝึกซ้อม (หรือท่องจำ) แบบจำลองยังแสดงด้วยว่า ที่เก็บความจำทุกส่วนเป็นหน่วย ๆ เดียวเปรียบเทียบกับผลงานวิจัยที่ต่างไปจากนี้ ยกตัวอย่างเช่น ความจำระยะสั้นสามารถแบ่งออกเป็นหน่วยต่าง ๆ เช่นข้อมูลการเห็นและข้อมูลเสียง

งานวิจัยในปี ค.ศ. 1986 พบว่า คนไข้เรียกว่า 'KF' มีความสามารถที่ไม่เข้ากับแบบจำลองของ Atkinson-Shiffrin คือคนไข้มีสมองเสียหาย มีปัญหาหลายอย่างเกี่ยวกับความจำระยะสั้น คือ การรู้จำเสียงต่าง ๆ เช่นที่เกี่ยวกับเลข อักษร คำ และเสียงที่ควรจะระบุได้อย่างง่าย ๆ (เช่นเสียงกระดิ่งประตูและเสียงแมวร้อง) เกิดความเสียหาย แต่ที่น่าสนใจก็คือ ความจำระยะสั้นเกี่ยวกับการเห็นไม่เกิดความเสียหาย ซึ่งบอกเป็นนัยของความแยกออกเป็นสองส่วนระหว่างความจำเกี่ยวกับการเห็นและเกี่ยวกับการได้ยิน

ในปี ค.ศ. 1974 แบ็ดเดลีย์และฮิตช์เสนอ "แบบจำลองความจำใช้งาน" (working memory model) ซึ่งแทนที่หลักทั่วไปของความจำระยะสั้นว่า เป็นการรักษาข้อมูลอย่างแอ๊กถีฟในที่เก็บความจำระยะสั้น ในแบบจำลองนี้ ความจำใช้งานมีที่เก็บ 3 อย่าง คือ central executive (ส่วนบริหารกลาง) phonological loop (วงวนระบบเสียง) และ visuo-spatial sketchpad (สมุดร่างเกี่ยวกับการเห็น-พื้นที่) ในปี ค.ศ. 2000 แบ็ดเดลีย์เติมส่วน multimodal episodic buffer (ที่พักเหตุการณ์จากประสาทสัมผัสต่าง ๆ) เข้าไปเพิ่ม

แบบจำลองความจำใช้งานสามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์หลายอย่างในชีวิต เช่น ทำไมจึงทำงานสองงานที่ต่าง ๆ กัน (เช่นงานหนึ่งเกี่ยวกับการพูดและอีกงานหนึ่งเกี่ยวกับการเห็น) พร้อม ๆ กัน ง่ายกว่าทำงานสองงานที่คล้าย ๆ กัน (เช่นเกี่ยวกับการเห็นเหมือนกัน) และขนาดจำกัดของความจำใช้งานดังที่กล่าวมาแล้ว อย่างไรก็ดี ไอเดียเกี่ยวกับ central executive ดังที่กล่าวมานี้ได้รับคำวิจารณ์ว่ายังไม่สมบูรณ์และคลุมเครือเกินไป[ต้องการอ้างอิง] ความจำใช้งานเป็นสิ่งที่เชื่อว่าจำเป็นทำกิจในชีวิตประจำวันที่ต้องอาศัยความคิด เป็นระบบความจำที่ต้องใช้ในกระบวนการความคิด เป็นกระบวนการที่เราใช้เพื่อการเรียนรู้หรือการคิดหาเหตุผลเกี่ยวกับประเด็นต่าง ๆ

นักวิจัยแยกแยะระหว่างความจำโดยรู้จำ (recognition memory) และความจำโดยระลึก (recall memory) งานเกี่ยวกับความจำโดยรู้จำจะให้ผู้ร่วมการทดลองบอกว่าเคยได้พบสิ่งเร้าหนึ่ง ๆ เช่นรูปภาพหรือคำศัพท์ มาก่อนหรือไม่ ส่วนงานเกี่ยวกับความจำโดยระลึกจะให้ผู้ร่วมการทดลองค้นคืนข้อมูลที่ได้เรียนรู้มาแล้ว ยกตัวอย่างเช่น อาจจะให้แสดงพฤติกรรมต่าง ๆ ที่ได้เห็นมาก่อน หรือกล่าวถึงรายการคำศัพท์ที่ได้ยินมาก่อน

"ความจำอาศัยภูมิประเทศ" (Topographic memory) เป็นความสามารถในการกำหนดตำแหน่งของตนในพื้นที่ ในการรู้จำและดำเนินไปตามเส้นทาง หรือในการรู้จำสถานที่ที่คุ้นเคย การหลงทางเมื่อเดินทางไปตามลำพังเป็นตัวอย่างหนึ่งข้อความล้มเหลวของความจำอาศัยภูมิประเทศ

"ความจำแบบหลอดแฟลช" (Flashbulb memories) เป็นความจำอาศัยเหตุการณ์ (episodic memory) ที่ชัดเจนเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่พิเศษและประกอบด้วยอารมณ์ความรู้สึกสูง ตัวอย่างเช่น การจำได้ว่าตนอยู่ที่ไหนทำอะไรอยู่เมื่อได้ยินข่าวการลอบสังหารประธานาธิบดีจอห์น เอฟ. เคนเนดี หรือข่าววินาศกรรม 11 กันยายน พ.ศ. 2544 เป็นตัวอย่างของความจำแบบหลอดแฟลช

ในปี ค.ศ. 1976 นักจิตวิทยาจอห์น รอเบิรต์ แอนเดอร์สัน ได้แบ่งความจำระยะยาวออกเป็นความจำเชิงประกาศ (declarative หรือ explicit memory) และความจำเชิงกระบวนวิธี (procedural หรือ implicit memory)

ความจำเชิงประกาศนั้นกำหนดด้วยการต้องระลึกถึงภายใต้อำนาจจิตใจ (เหนือสำนึก) คือมีกระบวนการประกอบด้วยความสำนึกที่ค้นคืนข้อมูลที่ต้องการที่จะค้นคืน เป็นระบบที่บางครั้งเรียกว่าความจำชัดแจ้ง (explicit memory) เพราะเป็นข้อมูลที่ต้องจำและค้นคืนอย่างเปิดเผยชัดแจ้ง (ทั้งต่อตนเองและผู้อื่น)

ความจำชัดแจ้งสามารถแบ่งประเภทย่อย ๆ ออกเป็นความจำอาศัยความหมาย (semantic memory) ซึ่งเป็นความจำเกี่ยวกับความจริงต่าง ๆ ที่ไม่เกี่ยวกับเหตุการณ์และสิ่งแวดล้อม และความจำอาศัยเหตุการณ์ (episodic memory) ซึ่งเป็นความจำเกี่ยวกับข้อมูลที่เชื่อมกับเหตุการณ์สิ่งแวดล้อมเช่นเวลาและสถานที่ ความจำอาศัยความหมายทำให้เกิดการเข้ารหัสความรู้เชิงนามธรรมต่าง ๆ เกี่ยวกับโลกได้ เช่นความรู้ว่า "กรุงปารีสเป็นเมืองหลวงของประเทศฝรั่งเศส" เปรียบเทียบกับความจำอาศัยเหตุการณ์ ซึ่งใช้ในเรื่องความจำเกี่ยวกับตนเอง เช่นความรู้สึกทางประสาทสัมผัส อารมณ์ความรู้สึก และความสัมพันธ์ที่เป็นอัตวิสัยของสิ่งนั้นกับสถานที่และเวลาโดยเฉพาะ ๆ

ส่วน "ความจำอาศัยอัตชีวประวัติ" (Autobiographical memory) เป็นความจำสำหรับเหตุการณ์เฉพาะ ๆ ในชีวิตของตน ซึ่งมองว่าเทียบเท่ากับ หรือเป็นส่วนของความจำอาศัยเหตุการณ์ ส่วน "ความจำทางตา" (Visual memory) เป็นส่วนของความจำที่เก็บลักษณะบางอย่างของความรู้สึกทางประสาทสัมผัสเกี่ยวกับประสบการณ์ทางตา ดังนั้น เราจึงสามารถเก็บไว้ในความจำข้อมูลที่เหมือนกับวัตถุ สถานที่ สัตว์ หรือบุคคลต่าง ๆ ในรูปแบบของมโนภาพ (mental image) ความจำทางตาเป็นเหตุของปรากฏการณ์ priming (คือการรับรู้ที่ไวขึ้นเมื่อเคยเห็นสิ่งนั้นมาก่อน แม้ว่าอาจจะเห็นโดยไม่มีความสำนึก) โดยมีสมมติฐานว่า มีระบบทางประสาทที่เป็นตัวแทนสิ่งที่รับรู้ (perceptual representational system) ที่เป็นมูลฐานของปรากฏการณ์นี้[ต้องการอ้างอิง]

โดยเปรียบเทียบกันแล้ว ความจำเชิงกระบวนวิธี (procedural memory) หรือความจำโดยปริยาย (implicit memory) ไม่ใช่เป็นการระลึกถึงข้อมูลภายใต้อำนาจจิตใจ แต่เป็นการระลึกถึงข้อมูลที่ได้เรียนรู้โดยปริยาย (implicit learning) คือการเรียนรู้ที่เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติแม้อาจจะจำเหตุการณ์เกี่ยวกับการเรียนนั้นไม่ได้ ความจำเชิงกระบวนวิธีเป็นความจำที่ใช้ในการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหว (motor skill) และพิจารณาว่า เป็นส่วนของความจำโดยปริยาย ความจำนี้จะปรากฏก็ต่อเมื่อเราสามารถทำงานหนึ่ง ๆ ได้ดีขึ้นเพราะทำบ่อย ๆ แม้ว่าอาจจะไม่มีความจำชัดแจ้งเกี่ยวกับการฝึกซ้ำ ๆ กันนั้น เพราะการเข้าถึงทักษะที่ได้เรียนรู้ในประสบการณ์ครั้งก่อน ๆ เป็นไปโดยไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจ ความจำเชิงกระบวนวิธีที่มีบทบาทในการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหว ต้องอาศัยส่วนต่าง ๆ ในสมองรวมทั้งซีรีเบลลัมและ basal ganglia

ลักษณะหนึ่งของความจำเชิงกระบวนวิธีก็คือทักษะที่จำได้จะเปลี่ยนไปเป็นการกระทำอัตโนมัติ และดังนั้น จึงเป็นระบบความจำที่ยากที่จะอธิบายหรือกำหนด ตัวอย่างของความจำอย่างนี้รวมทั้งความสามารถในการขี่จักรยานหรือการผูกเชือกรองเท้า (ที่เมื่อชำนาญแล้วสามารถทำได้โดยอัตโนมัติโดยที่ไม่ต้องใส่ใจในการกระทำโดยมาก)

วิธีหลักอีกอย่างหนึ่งในการแบ่งหน้าที่ต่าง ๆ ของความจำก็คือถ้าเป็นการระลึกถึงอดีต คือความจำย้อนหลัง (retrospective memory) หรือถึงอนาคต คือความจำตามแผน (prospective memory) ดังนั้น ความจำย้อนหลังเป็นประเภทที่รวมความจำอาศัยความหมาย ความจำอาศัยเหตุการณ์ และความจำอาศัยอัตชีวประวัติ เปรียบเทียบกับความจำตามแผน ซึ่งเป็นความจำเกี่ยวกับความตั้งใจที่มีเพื่ออนาคต หรือ "การจำไว้เพื่อจะให้จำได้" ความจำตามแผนสามารถแบ่งออกอีกเป็นความจำตามแผนอาศัยเหตุการณ์ (event-based) หรือความจำตามแผนอาศัยกาล (time-based)

ความจำตามแผนอาศัยกาลเกิดการลั่นไกอาศัยตัวช่วยทางเวลา เช่นจะไปหาหมอ (การกระทำ) ตอน 16 นาฬิกา (ตัวช่วย) ส่วนความจำตามแผนอาศัยเหตุการณ์คือความตั้งใจที่เกิดการลั่นไกโดยตัวช่วยอื่น ๆ เช่นการจำได้ว่าต้องการจะส่งจดหมาย (การกระทำ) หลังจากที่เห็นตู้จดหมาย (ตัวช่วย) ตัวช่วยไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับการกระทำ (เหมือนตัวอย่างจดหมาย-ตู้จดหมาย) เพราะว่า แม้รายการที่จดไว้ โน้ตที่จดไว้ ผ้าเช็ดหน้าที่ผูกไว้ หรือเส้นด้ายที่พันไว้ที่นิ้ว ล้วนแต่เป็นตัวอย่างของตัวช่วยที่เราใช้ในการช่วยเตือนความจำ

ทารกยังไม่รู้ภาษาเพื่อรายงานความจำของตน ดังนั้น เราจึงไม่สามารถใช้ภาษาเพื่อประเมินความจำของเด็กที่ยังเล็กมาก แต่ว่า ในปีที่ผ่าน ๆ มา นักวิจัยได้พัฒนาและปรับปรุงวิธีต่าง ๆ เพื่อประเมินความจำโดยรู้จำ (recognition) และความจำโดยระลึก (recall) ของเด็กทารก

มีการใช้เทคนิค Habituation (แปลว่า การเกิดความเคยชิน ซึ่งเป็นรูปแบบการเรียนรู้ที่สิ่งมีชีวิตลดหรือระงับการตอบสนองต่อสิ่งเร้าหลังจากที่สิ่งเร้าปรากฏซ้ำ ๆ กัน) และเทคนิค operant conditioning (แปลว่า การปรับพฤติกรรมโดยตัวดำเนินการ ซึ่งเป็นรูปแบบการรเรียนรู้ที่พฤติกรรมมีการเปลี่ยนไปเพราะการกระทำที่มีมาก่อนและผลของการกระทำนั้น) เพื่อประเมินความจำโดยรู้จำ และ deferred imitation (การให้เลียนแบบมีการรอ) กับ elicited imitation (การให้เลียนแบบโดยชักจูง) เพื่อประเมินความจำโดยระลึก

นักวิจัยใช้งานทดสอบหลายงานเพื่อประเมินความจำของเด็กที่โตกว่าและของผู้ใหญ่ ยกตัวอย่างเช่น

เขตในสมองที่มีบทบาทเกี่ยวกับประสาทกายวิภาคของความจำ (neuroanatomy of memory) เช่นเขตฮิปโปแคมปัส อะมิกดะลา striatum และ mammillary bodies เชื่อกันว่ามีบทบาทในความจำเฉพาะอย่างแต่ละอย่าง ๆ ยกตัวอย่างเช่น เชื่อกันว่าฮิปโปแคมปัสมีบทบาทในการเรียนรู้เกี่ยวกับพื้นที่ (spatial learning) และการเรียนรู้เชิงประกาศ (declarative learning) ในขณะที่อะมิกดะลามีบทบาทในความจำที่ประกอบกับอารมณ์ความรู้สึก (emotional memory) ความเสียหายของเขตต่าง ๆ ในสมองทั้งในคนไข้และสัตว์ตัวแบบและความบกพร่องทางความจำที่ปรากฏต่อ ๆ มา เป็นข้อมูลปฐมภูมิในการศึกษาประเด็นนี้ แต่ก็ยังต้องระวังว่า ความเสียหายในเขตนั้น ๆ โดยตรงอาจจะไม่ใช่เหตุของความบกพร่องที่ปรากฏ เหตุอาจจะเป็นความเสียหายในเขตติด ๆ กัน หรือในวิถีประสาทที่วิ่งผ่านเขตนั้น นอกจากนั้นแล้ว ยังไม่เพียงพอที่จะบอกว่า ความจำและสิ่งที่คู่กันกับความจำคือการเรียนรู้ อาศัยเพียงแค่เขตสมองเฉพาะต่าง ๆ เหล่านั้น ทั้งการเรียนรู้และความจำเป็นผลของความเปลี่ยนแปลงที่ไซแนปส์ของเซลล์ประสาท ซึ่งเชื่อกันว่าสื่อโดยกระบวนการ long-term potentiation และ long-term depression

โดยทั่ว ๆ ไปแล้ว ถ้ามีอารมณ์ความรู้สึกประกอบที่ยิ่งสูงขึ้นเท่าไรในเหตุการณ์หรือประสบการณ์นั้น ๆ ก็จะเกิดความจำที่ดีขึ้นเท่านั้น เป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า memory enhancement effect (ปรากฏการณ์เพิ่มสมรรถภาพความจำ) แต่คนไข้ที่มีอะมิกดะลาเสียหาย จะไม่ปรากฏปรากฏการณ์นี้

นักจิตวิทยาชาวแคนาดา ดร. โดนัลด์ เฮ็บบ์ เป็นผู้แยกแยะความจำระยะสั้นและความจำระยะยาว เขาวางหลักไว้ว่า ความจำทุกอย่างที่เก็บอยู่ในความจำระยะสั้นเป็นระยะเวลาที่ยาวนานพอ จะเกิดการทำให้มั่นคง (consolidation) กลายเป็นความจำระยะยาว แต่ว่า งานวิจัยภายหลังปฏิเสธหลักนี้ คือพบว่า การฉีดยา cortisol หรืออีพิเนฟรินช่วยการเก็บความจำเกี่ยวกับประสบการณ์ที่เพิ่งเกิดขึ้น และการกระตุ้นอะมิกดะลาก็ทำให้เกิดผลเช่นนี้ด้วย ซึ่งแสดงว่า ความตื่นเต้นเพิ่มสมรรถภาพความจำโดยกระตุ้นฮอร์โมนที่มีผลต่ออะมิกดะลา แต่ว่า ความเครียดจัดหรือนาน (ทำให้เกิดการหลั่ง cortisol นาน) อาจขัดขวางการเก็บความจำ นอกจากนั้นแล้ว คนไข้ที่มีอะมิกดะลาเสียหายไม่สามารถจำคำศัพท์ที่ประกอบด้วยอารมณ์ความรู้สึก ได้ดีกว่าคำที่ไม่ประกอบด้วยความรู้สึก

ส่วนฮิปโปแคมปัสมีความสำคัญต่อความจำชัดแจ้ง สำคัญทำความจำให้มั่นคง (memory consolidation) อีกด้วย นอกจากนั้นแล้ว ฮิปโปแคมปัสยังรับข้อมูลมาจากส่วนต่าง ๆ ของคอร์เทกซ์และส่งข้อมูลไปยังส่วนต่าง ๆ ของสมองด้วย ข้อมูลที่รับมามาจากเขตรับความรู้สึก (sensory area) ระดับทุติยภูมิหรือตติยภูมิ เป็นข้อมูลที่มีการแปลผลมาในระดับสูงแล้ว ความเสียหายที่ฮิปโปแคมปัสอาจทำให้เกิดความสูญเสียความจำและเกิดปัญหาในการเก็บความจำ

นักประสาทวิทยาศาสตร์เชิงประชาน (Cognitive neuroscience) พิจารณาความจำว่าเป็นการเก็บ (retention) การปลุกฤทธิ์ (reactivation) และการสร้างใหม่ (reconstruction) ของตัวแทนทางประสาทภายใน (internal representation) ที่มีต่างหากจากประสบการณ์ การใช้คำว่า "ตัวแทนภายใน" แสดงว่า นิยามของความจำจะต้องมีสองส่วน คือ การแสดงออกของความจำทางพฤติกรรมและทางการรับรู้ และความเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของระบบประสาท (Dudai 2007) ส่วนที่สองนั้นเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า "engram" หรือ "memory trace" (Semon 1904) นักประสาทวิทยาศาสตร์และนักจิตวิทยาบางพวกเทียบความคิดเรื่อง engram เท่ากับความจำ (memory) อย่างผิดพลาด คือรวมเอาสิ่งที่คงเหลือทั้งหมดของประสบการณ์ว่าเป็นความจำ (คือถือเอาแต่ส่วนที่สองของนิยาม) ในขณะที่พวกอื่นปฏิเสธการรวมยอดอย่างนี้โดยแสดงว่า ความจำจริง ๆ แล้วจะไม่มีจนกระทั่งเปิดเผยโดยพฤติกรรมหรือความคิด (คือบอกว่าต้องมีทั้งสองส่วนของนิยามจึงจะเป็นความจำ) (Moscovitch 2007)

คำถามหนึ่งที่สำคัญยิ่งในประสาทวิทยาศาสตร์เชิงประชานก็คือ ข้อมูลและประสบการณ์ทางใจเกิดการเข้ารหัสและการสร้างตัวแทนในสมองได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้ความรู้เกี่ยวกับเรื่องการเข้ารหัสผ่านงานวิจัยต่าง ๆ เกี่ยวกับสภาพพลาสติก (plasticity) ของระบบประสาท แต่งานวิจัยเช่นนี้โดยมากมักจะโฟกั้สที่การเรียนรู้ง่าย ๆ ในวงจรประสาทง่าย ๆ แต่ยังไม่มีความชัดเจนของความเปลี่ยนแปลงในระบบประสาทเกี่ยวกับความจำที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในความจำเชิงประกาศที่ต้องเก็บทั้งข้อมูลความจริงและเหตุการณ์ต่าง ๆ (Byrne 2007)

การเข้ารหัสของความจำใช้งาน (working memory) รวมการทำงานของนิวรอนที่เกิดขึ้นเพราะข้อมูลทางประสาทสัมผัส ที่คงอยู่แม้หลังจากข้อมูลทางประสาทสัมผัสนั้นหมดไปแล้ว (Jensen and Lisman 2005; Fransen et al. 2002) ส่วนการเข้ารหัสของความจำอาศัยเหตุการณ์มีความเกี่ยวข้องกับความเปลี่ยนแปลงอย่างถาวรในโครงสร้างโมเลกุลที่ปรับเปลี่ยนการส่งสัญญาณผ่านไซแนปส์ระหว่างนิวรอน ตัวอย่างของการเปลี่ยนแปลงโดยโครงสร้างเช่นนี้พบได้ในกระบวนการ long-term potentiation (LTP) และ spike-timing-dependent plasticity (STDP) การทำงานที่คงอยู่ได้ในความจำใช้งานสามารถเพิ่มสมรรถภาพความเปลี่ยนแปลงที่ไซแนปส์และที่เซลล์ในการเข้ารหัสความจำอาศัยเหตุการณ์ (Jensen and Lisman 2005) .

งานวิจัยในปี ค.ศ. 2005 พบสัญญาณบ่งความจำใช้งานทั้งในสมองกลีบขมับส่วนใน (medial temporal lobe ตัวย่อ MTL) ซึ่งเป็นส่วนสมองที่มีความสัมพันธ์ระดับสูงกับความจำระยะยาว และใน prefrontal cortex ซึ่งบอกเป็นนัยถึงความสัมพันธ์ที่มีกำลังระหว่างความจำใช้งานและความจำระยะยาว แต่ว่า สัญญาณบ่งความจำใช้งานที่มีกำลังกว่าในสมองกลีบหน้าแสดงว่า สมองกลีบหน้ามีบทบาทที่สำคัญกว่าเกี่ยวกับความจำใช้งาน (Suzuki 2007)

ความจำระยะสั้น (Short-term memory ตัวย่อ STM) นั้นชั่วคราวและไวรบกวน ในขณะที่ความจำระยะยาว (long-term memory ตัวย่อ LTM) ที่มีการทำให้มั่นคงแล้ว จะคงทนและมีเสถียรภาพ ส่วนการเปลี่ยนความจำระยะสั้นไปเป็นความจำระยะยาวในระดับโมเลกุลเชื่อกันว่าเกิดจาก 2 กระบวนการ คือ synaptic consolidation (การทำการส่งสัญญาณผ่านไซแนปส์ให้มั่นคง) และ system consolidation (การทำความจำให้มั่นคงในทั้งระบบ) กระบวนการแรกเกิดจากกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนในสมองกลีบขมับด้านใน (MTL) ในขณะที่กระบวนการหลังเป็นการเปลี่ยนความจำที่ต้องอาศัย MTL ไปเป็นความจำที่เป็นอิสระจาก MTL ซึ่งใช้เวลาหลายเดือนจนถึงหลายปี (Ledoux 2007)

ในปีที่ผ่าน ๆ มานี้ ความเชื่อเดิม ๆ เหล่านี้ได้เริ่มมีการตรวจสอบใหม่เพราะผลจากงานวิจัยต่าง ๆ ในประเด็น reconsolidation (การทำความจำให้มั่นคงอีก) คืองานวิจัยเหล่านี้พบว่า ถ้ามีตัวรบกวนเกิดขึ้นหลังจากการค้นคืนความจำที่มีอยู่แล้ว จะมีผลค้นคืนความจำนั้น ๆ ต่อไปอีก (Sara 2000) นอกจากนั้นแล้ว งานวิจัยต่าง ๆ เริ่มตั้งแต่ปี ค.ศ. 2000 แสดงว่า การให้ยายับยั้งการสังเคราะห์โปรตีน (protein synthesis inhibitor) หรือสารประกอบอื่น ๆ อีกหลายอย่าง หลังจากการค้นคืนความจำ จะนำไปสู่ภาวะเสียความจำ (Nadel et al. 2000b; Alberini 2005; Dudai 2006) ผลงานวิจัยเหล่านี้เกี่ยวกับ reconsolidation เข้ากันกับหลักฐานทางพฤติกรรมว่า ความจำที่ค้นคืนมานั้นไม่ใช่เป็นสิ่งที่เหมือนกับประสบการณ์เดิมจริงร้อยเปอร์เซ็นต์ และจะเกิดการปรับเปลี่ยนเมื่อมีการค้นคืน

การศึกษาด้านพันธุศาสตร์เกี่ยวกับความจำในมนุษย์ยังอยู่ในยุคเริ่มต้น ผลงานสำเร็จเริ่มต้นที่เด่นก็คือการสัมพันธ์โปรตีน Apolipoprotein E กับความผิดปกติทางความจำของคนไข้โรคอัลไซเมอร์ การสืบค้นหายีนต่าง ๆ ที่มีความสัมพันธ์กับความจำที่มีความแตกต่างกันตามปกติก็ยังเป็นงานที่ดำเนินต่อไป แต่ยีนที่มีบทบาทในความแตกต่างกันของความจำอย่างหนึ่งก็คือยีน KIBRA ซึ่งดูเหมือนจะมีความสัมพันธ์กับความเร็วในการลืมข้อมูลหลังจากการเรียนรู้ในเรื่องนั้น ๆ

จนกระทั่งถึงกลางคริสต์ทศวรรษ 1980 มีการสันนิษฐานโดยทั่ว ๆ ไปว่า เด็กทารกจะไม่สามารถเข้ารหัส เก็บ และค้นคืนข้อมูลความจำ แต่ผลงานวิจัยที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในปัจจุบันกลับบอกว่า เด็กทารกแม้ในวัย 6 เดือน ยังสามารถระลึกถึงข้อมูลต่าง ๆ 24 ช.ม. หลังจากการเรียนรู้ได้ นอกจากนั้นแล้ว งานวิจัยยังแสดงด้วยว่า เมื่อเจริญวัยขึ้น ก็สามารถที่จะเก็บข้อมูลนั้นได้นานขึ้นเรื่อย ๆ คือ ทารกวัย 6 เดือนสามารถระลึกถึงข้อมูลได้หลังจาก 24 ช.ม. วัย 9 เดือนสามารถระลึกถึงได้หลังจาก 5 อาทิตย์ และวัย 20 เดือนสามารถระลึกได้นานถึง 12 เดือน ยิ่งไปกว่านั้น งานวิจัยต่าง ๆ ยังแสดงด้วยว่า เมื่อเจริญวัยขึ้น เด็กทารกสามารถเก็บข้อมูลต่าง ๆ ได้เร็วเพิ่มขึ้น ยกตัวอย่างเช่น เด็กทารกวัย 14 เดือนสามารถระลึกถึงลำดับการกระทำมี 3 ขั้นตอนหลังจากมีการเรียนรู้เพียงแค่ครั้งเดียว ในขณะที่เด็กวัย 6 เดือนต้องมีการเรียนรู้ถึง 6 ครั้งจึงจะจำได้

ควรจะสังเกตว่า แม้ว่าเด็กทารกวัย 6 เดือนจะสามารถระลึกถึงข้อมูลในช่วงระยะสั้น แต่ว่าจะมีปัญหาในการระลึกถึงข้อมูลตามลำดับ ต้องเป็นเด็กทารกเริ่มตั้งแต่วัย 9 เดือนที่จะสามารถระลึกถึงการกระทำสองขั้นตอนตามลำดับ ซึ่งก็คือ ระลึกถึงการกระทำที่ 1 ก่อน ตามมาด้วยการกระทำที่ 2 กล่าวอีกอย่างหนึ่ง เมื่อให้เลียนแบบลำดับการกระทำ 2 ขั้นตอน (เช่นเอารถเด็กเล่นวางไว้ที่ฐานรองรับ แล้วใช้ไม้ดันให้รถวิ่งไปอีกด้านหนึ่ง) เด็กทารกวัย 9 เดือนมักจะเลียนแบบการกระทำในลำดับที่ถูกต้อง (ขั้น 1 แล้วจึงขั้น 2) ทารกที่เยาว์วัยกว่านั้น (คือ 6 เดือน) สามารถระลึกถึงขั้นตอนหนึ่งในลำดับสองขั้นตอนเท่านั้น มีนักวิจัยที่เสนอว่า ความแตกต่างระหว่างวัยเช่นนี้ อาจเกิดขึ้นเพราะส่วน dentate gyrus ของฮิปโปแคมปัส และเพราะเหตุส่วนต่าง ๆ ด้านหน้าของเครือข่ายประสาทยังไม่เจริญเต็มที่ในทารกวัย 6 เดือน

ประเด็นเรื่องกังวลอย่างหนึ่งของคนชราก็คือการสูญเสียความจำ โดยเฉพาะโดยเป็นอาการเด่นของโรคอัลไซเมอร์ แต่ว่า การสูญเสียความจำที่เนื่องกับความชราไม่เหมือนกับที่เนื่องกับโรคอัลไซเมอร์ (Budson & Price, 2005) งานวิจัยได้พบว่า สมรรถภาพทำงานเกี่ยวกับความจำที่ต้องอาศัยเขตสมองด้านหน้าจะเสื่อมลงเพราะความชราภาพ คือ คนชรามักจะแสดงความบกพร่องในงานต่าง ๆ เช่น

การออกกำลังกาย โดยเฉพาะแบบแอโรบิกเช่นการวิ่ง การขี่จักรยาน และการว่ายน้ำมีประโยชน์ทางประชานหลายอย่าง ผลดีที่เกิดขี้นรวมทั้ง ระดับสารสื่อประสาทที่สูงขึ้น การส่งออกซิเจนและสารอาหารที่ดีขึ้น และกระบวนการ neurogenesis (การสร้างเซลล์ประสาทใหม่) ในฮิปโปแคมปัสในระดับที่เพิ่มขึ้น ผลของการออกกำลังกายต่อความจำมีนัยสำคัญเพิ่มสมรรถภาพทางการศึกษาของเด็ก ๆ รักษาสมรรถภาพทางความคิดในวัยชรา และป้องกันและการรักษาโรคทางประสาท

ความรู้มากมายเกี่ยวกับความจำในปัจจุบันมาจากการศึกษาโรคเกี่ยวกับความจำ (memory disorders) โดยเฉพาะภาวะเสียความจำ (amnesia) ซึ่งอาจจะเป็นผลของความเสียหายอย่างกว้างขวางต่อ เขตต่าง ๆ ในสมองกลีบขมับส่วนใน (medial temporal lobe) เช่นฮิปโปแคมปัส, dentate gyrus, subiculum, อะมิกดะลา, parahippocampal cortex, entorhinal cortex และ perirhinal cortex หรือ เขต midline diencephalic region โดยเฉพาะส่วน dorsomedial nucleus ของทาลามัส และ mammillary bodies ของไฮโปทาลามัส

มีรูปแบบของภาวะเสียความจำมากมาย เพราะฉะนั้น การศึกษารูปแบบต่าง ๆ ทำให้สามารถสังเกตข้อบกพร่องที่ปรากฏในส่วนย่อยต่าง ๆ ของระบบความจำ และจึงทำให้สามารถตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับหน้าที่ของส่วนย่อย ๆ เหล่านั้นในสมองปกติ โรคเกี่ยวกับระบบประสาทอื่น ๆ เช่นโรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน ก็สามารถมีผลต่อความจำและประชานอีกด้วย ส่วนโรค Hyperthymesia หรือว่า hyperthymesic syndrome มีผลต่อความจำอาศัยอัตชีวประวัติ (autobiographical memory) ซึ่งโดยสำคัญก็คือ คนไข้ไม่สามารถลืมรายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ปกติจะไม่เก็บไว้ ส่วน Korsakoff's syndrome หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Korsakoff's psychosis เป็นโรคที่มีภาวะเสียความจำและการกุเหตุความจำเสื่อม (confabulation) เป็นโรคเกี่ยวกับสมองที่มีผลลบต่อความจำ

แม้ว่าจะไม่ใช่โรค ความล้มเหลวชั่วคราวในการค้นหาคำที่จะใช้พูดเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ติดอยู่ที่ปลายลิ้น" (Tip of the tongue) แต่ว่า คนไข้โรค "Anomic aphasia" (ภาวะเสียการสื่อความโดยหาคำเรียกไม่ได้) หรือบางครั้งเรียกว่า "Nominal aphasia" ประสบกับปรากฏการณ์ติดอยู่ที่ปลายลิ้นอย่างต่อเนื่องเพราะเหตุความเสียหายต่อสมองกลีบหน้าและสมองกลีบข้าง

ในปี ค.ศ. 2007 นักวิจัยชาวเยอรมันพบว่าสามารถใช้กลิ่นต่าง ๆ ในการปลุกฤทธิ์ของความจำใหม่ ๆ ในสมอง ในขณะที่ผู้ร่วมการทดลองกำลังนอนหลับอยู่ และหลังจากนั้นผู้ร่วมการทดลองก็ปรากฏกว่าจำเรื่องนั้นได้ดีขึ้น นอกจากนั้นแล้ว อารมณ์ความรู้สึกยังสามารถมีผลที่มีกำลังต่อความจำ งานวิจัยมากมายแสดงว่า ความจำอาศัยอัตชีวประวัตที่ชัดเจนที่สุดมักจะเป็นเหตุการณ์ที่ประกอบด้วยอารมณ์ความรู้สึก ซึ่งมักจะมีการระลึกถึงอยู่บ่อย ๆ ประกอบด้วยความชัดเจนและรายละเอียดที่มากกว่าเหตุการณ์ธรรมดา ๆ

ส่วนของสมองที่ขาดไม่ได้ในการสร้างอารมณ์ก็คืออะมิกดะลา ซึ่งเปิดโอกาสให้ฮอร์โมนความเครียดสามารถเพิ่มกำลังของการสื่อสารระหว่างนิวรอนต่าง ๆ คือ สารเคมี cortisone และอะดรีนาลีนจะเกิดการปล่อยในสมองเมื่อเกิดการทำงานในอะมิกดะลาไม่ว่าจะเป็นเพราะความตื่นเต้นทั้งทางบวกหรือทางลบ วิธีที่ได้ผลที่สุดในการเริ่มการทำงานของอะมิกดะลาก็คือความกลัว เพราะความกลัวเป็นกลไกป้องกันตนเองที่มีอยู่ตามสัญชาตญาณ เป็นสิ่งที่มีกำลังจึงทำให้จำเหตุการณ์ต่าง ๆ ได้ง่าย แต่ว่า บางครั้งความรู้สึกอาจจะมีอย่างท่วมท้น ซึ่งทำให้ความจำแม้คลุมเครือแต่ก็ยังรู้สึกเหมือนชัด หรือว่าอาจจะทำให้คิดถึงบ่อย ๆ และมีความชัดเจนอย่างยิ่ง การค้นพบเช่นนี้ได้นำไปสู่การพัฒนายาเพื่อช่วยความผิดปกติที่เกิดหลังความเครียดที่สะเทือนใจ (PTSD) เมื่อเราอยู่ในภาวะที่เกิดอารมณ์สูง เหตุการณ์ต่าง ๆ อาจจะทำให้เกิดความจำที่มีกำลังและทำให้คิดถึงบ่อย ๆ โดยที่ไม่ต้องการ ทำให้กลายเป็นปัญหาอย่างหนึ่งในชีวิตเป็นเวลาหลาย ๆ ปี

งานทดลองที่ทำในหนูช่วยพัฒนายาที่ใช้บำบัดอาการอย่างนี้ ดร. เคอร์รี่ เร็สส์เรอร์ที่มหาวิทยาลัยเอ็มมอรี่ในรัฐจอร์เจีย ใช้เสียงและการช็อตด้วยไฟฟ้าเพื่อทดลองยารักษาวัณโรค cycloserine ที่มีมาก่อนแล้ว คือ หนูทดลองจะได้ยินเสียงแล้วเกิดการช็อต ทำให้เกิดการกลัวเสียง หลังจากนั้นก็จะให้ยากับหนูกลุ่มหนึ่ง แล้วก็จะทำการทดลองซ้ำอีก หนูที่ไม่ได้รับยาจะหยุดนิ่ง (freeze) เพราะเหตุแห่งความกลัว แต่ว่าสำหรับหนูที่ได้ยา แม้ได้ยินเสียงก็จะไม่ใส่ใจและจะทำกิจกรรมของตนต่อไป ยานี้มีประสิทธิภาพในการเพิ่มหน่วยรับความรู้สึก (receptor) ที่มีบทบาทในการเชื่อมต่อกันระหว่างนิวรอน และในการปรับเปลี่ยนอะมิกดะลา ทำให้คนไข้ที่หวาดกลัวเพราะเหตุความเครียดที่สะเทือนใจ (PTSD) มีโอกาสที่จะหายจากความกลัวอย่างนี้ได้

ส่วนในอีกงานหนึ่งที่มหาวิทยาลัยเอ็มมอรี่ ดร. บาร์บารา โรธบอมได้ทำงานทดลองเกี่ยวกับการบำบัด PTSD โดยใช้ความรู้ว่า นิวรอนที่เกิดการทำงานเมื่อสร้างความจำ เป็นนิวรอนพวกเดียวกันที่ทำงานเมื่อมีการระลึกถึงความจำนั้น การใช้ยา cycloserine มีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยคนไข้ให้สร้างการเชื่อมต่อใหม่ ๆ ระหว่างนิวรอน เพื่อลดการเชื่อมต่อกันระหว่างนิวรอนที่เกิดจากเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดความเครียดนั้น ดร. โรธบอมใช้การสร้างความจริงเสมือนร่วมกับยาเพื่อเปลี่ยนความจำของคนไข้ คือเมื่อคนไข้ได้ระบุเหตุการณ์ที่ก่อให้เกิด PTSD ได้แล้ว ก็จะมีการสร้างสถานการณ์เกี่ยวกับเหตุการณ์ ผ่านหมวกที่สร้างความจริงเสมือน (เช่นเหตุการณ์เหมือนในรถเกราะที่คนไข้ประสบในสงครามทะเลทราย)

วิธีนี้ช่วยให้ระลึกเหตุการณ์นั้นในที่ที่ปลอดภัย และทำให้เกิดการทำงานในนิวรอนเดียวกันโดยไม่มีการตอบสนองด้วยความกลัวจากอะมิกดะลา คือ เหตุการณ์เสมือนจะกระตุ้นการทำงานในนิวรอนเดียวกันที่ทำงานในช่วงเหตุการณ์ และคนไข้ก็จะมีโอกาสที่จะสร้างการเชื่อมต่อกันทางประสาทใหม่ โดยมีสารเคมีต่าง ๆ ส่งมาจากอะมิกดะลาน้อยลง เพราะเหตุยา cycloserine ในระบบประสาทของคนไข้ จริง ๆ แล้ว วิธีนี้ไม่ได้ลบความจำเก่าออก แต่ช่วยทำให้มีกำลังน้อยลง ซึ่งช่วยคนไข้ให้สามารถดำเนินชีวิตต่อไปโดยไม่มีปัญหาเกี่ยวกับความจำของเหตุการณ์นั้น ๆ

การระลึกถึงความจำมีความสัมพันธ์กับอารมณ์ ถ้ามีความเจ็บปวด ความยินดี ความตื่นเต้น หรืออารมณ์ความรู้สึกที่มีกำลังอื่น ๆ ในช่วงเหตุการณ์ นิวรอนต่าง ๆ ที่ทำงานในช่วงเหตุการณ์ก็จะเกิดการเชื่อมต่อที่มีกำลังต่อกันและกัน และเมื่อระลึกถึงเหตุการณ์นี้ในอนาคต นิวรอนเหล่านี้ก็จะทำการเชื่อมต่อกันอย่างง่าย ๆ และอย่างรวดเร็ว กำลังและความยั่งยืนของความจำขึ้นอยู่กับอารมณ์ความรู้สึกในเหตุการณ์ที่สร้างความจำนั้นขึ้นโดยตรง

ที่ศูนย์ประชานศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตต นักวิจัยพบว่า ผู้ใหญ่มีปัญหาความแม่นยำของความจำเพราะการมีความรู้ และประสบการณ์มากกว่าเด็ก ๆ และมักจะใช้ความรู้ที่มีอยู่ในการเรียนรู้ข้อมูลใหม่ ๆ ผลงานวิจัยนี้ปรากฏในวารสาร Psychological Science (วิทยาศาตร์จิตวิทยา) ในฉบับสิงหาคม ปี ค.ศ. 2004

สิ่งรบกวนสามารถขัดขวางการสร้างความจำและการค้นคืนความจำ มีทั้งการรบกวนแบบย้อนหลัง (retroactive interference) ซึ่งการเรียนรู้ข้อมูลใหม่ ๆ ทำให้ยากขึ้นที่จะจำข้อมูลเก่า และมีการรบกวนล่วงหน้า (proactive interference) ที่การเรียนรู้ที่มีมาก่อนจะขัดขวางการระลึกถึงข้อมูลใหม่ ๆ แม้ว่าจะมีข้อมูลเก่าเป็นตัวรบกวนที่ทำให้ลืม แต่ก็ควรจะตระหนักว่า มีสถานการณ์บางอย่างที่ข้อมูลเก่าช่วยในการเรียนรู้ข้อมูลใหม่ ๆ ยกตัวอย่างเช่น ความรู้ภาษาละตินอาจจะช่วยในการเรียนภาษาที่สืบเนื่องกันเช่นภาษาฝรั่งเศส

ความเครียดมีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญสร้างความจำและการเรียนรู้ เพื่อตอบสนองสถานการณ์ที่ตึงเครียด สมองจะปล่อยฮอร์โมนและสารสื่อประสาท (เช่น glucocorticoids และ catecholamines) ซึ่งมีผลเข้ารหัสความจำในฮิปโปแคมปัส งานวิจัยทางพฤติกรรมของหนูพบว่า การมีความเครียดเรื้อรังจะทำให้เกิดการสร้างฮอร์โมนอะดรีนาลีนซึ่งมีผลต่อฮิปโปแคมปัสในสมอง

งานวิจัยที่ทำโดยนักจิตวิทยาประชานในปี ค.ศ. 2010 แสดงว่า การเรียนรู้ใต้ความเครียดทำให้ระลึกถึงสิ่งที่เรียนนั้นได้น้อยลงในมนุษย์

คือ ในงานวิจัยนี้ ผู้ร่วมการทดลองเป็นนักศึกษามหาวิทยาลัยหญิงชายที่ร่วมการทดลองในกลุ่มทดลองหรือกลุ่มควบคุมซึ่งมีการเลือกโดยสุ่ม มีการให้ผู้ที่อยู่ในกลุ่มทดลองเอามือแช่ไว้ในน้ำเย็นเหมือนน้ำแข็ง (โดยงานทดลองที่เรียกว่า ‘Socially Evaluated Cold Pressor Test’ ตัวย่อ SECPT) เป็นเวลา 3 นาที โดยมีการเช็คและถ่ายวีดิโอไปพร้อมกัน หลังจากนั้นจึงให้คำ 32 คำกับทั้งกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุมเพื่อจะจำ หลังจากนั้นอีก 24 ช.ม. ก็จะเช็คทั้งสองกลุ่มดูว่า สามารถจำคำที่ได้เรียนได้กี่คำ (free recall) และสามารถรู้จำคำที่เรียนได้กี่คำในรายการคำศัพท์อีกรายการหนึ่งที่มีทั้งคำที่เรียนและคำที่ไม่ได้เรียน (recognition) ผลการทดลองแสดงอย่างชัดเจนว่า ประสิทธิภาพความจำตกลงในกลุ่มทดลอง ผู้สามารถระลึกถึงคำที่เรียนรู้มาแล้ว 30% น้อยกว่ากลุ่มควบคุม นักวิจัยเสนอว่า ความเครียดที่ประสบในช่วงการเรียนรู้ทำใจให้ไขว้เขวในระยะกระบวนการเข้ารหัสความจำ

ถึงอย่างนั้น ประสิทธิภาพของความจำสามารถทำให้ดีขึ้นเมื่อสิ่งที่เรียนมีความสัมพันธ์กับสถานการณ์ แม้ว่าจะเกิดใต้ความเครียด ในงานทดลองต่างกันใน ปี ค.ศ. 2009 นักวิจัยกลุ่มเดียวกันพบว่า เมื่อทำการทดสอบผู้ร่วมการทดลองในสถานการณ์ที่คล้ายหรือเข้ากันกับที่มีในช่วงการเรียนรู้ (เช่นในห้องเดียวกัน) ประสิทธิภาพที่เสื่อมลงของการเรียนรู้เหตุความเครียดสามารถลดลงได้

คือ ในงานวิจัยนี้ มีนักศึกษามหาวิทยาลัยสุขภาพดีทั้งชายหญิง 72 คน รับการเลือกโดยสุ่มให้อยู่ในกลุ่มทดลองแบบ SECPT หรือในกลุ่มควบคุม มีการให้นักศึกษาจำสถานที่เก็บไพ่ที่มีรูป 15 คู่ เป็นเกมคอมพิวเตอร์เหมือนกับเกม "Concentration" หรือ "Memory" มีการฉีดกลิ่นวะนิลาในห้องที่ทำการทดลอง เพราะว่ากลิ่นเป็นตัวช่วยที่มีกำลังสำหรับความจำ การทดสอบความจำจะทำในวันต่อไป ในห้องเดียวกันที่มีกลิ่นวะนิลาหรือในห้องต่างกันที่ไม่มี ประสิทธิภาพของผู้ร่วมการทดลองที่เกิดความเครียดในช่วงการเรียนรู้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อรับการทดสอบในห้องที่ไม่คุ้นเคยไม่มีกลิ่นวะนิลา (incongruent context คือมีสถานการณ์ที่ไม่เข้ากัน) ส่วนประสิทธิภาพของผู้ที่รับการทดสอบในห้องเดียวกันที่มีกลิ่นวะนิลา (congruent context คือมีสถาสนการณ์ที่เข้ากัน) ไม่มีความเสียหาย ผู้ร่วมการทดลองทุกคน ไม่ว่าจะเกิดความเครียดหรือไม่เกิด ทำข้อทดสอบได้เร็วกว่าเมื่อสถานการณ์ที่มีเมื่อมีการเรียนรู้และเมื่อรับการทดสอบมีความคล้ายคลึงกัน

ผลงานวิจัยของความเครียดต่อความจำอาจจะแสดงนัยการปฏิบัติในวงการศึกษา เกี่ยวกับการให้การของพยานในศาล และเกี่ยวกับจิตบำบัด (psychotherapy) คือ

แม้ว่าเราอาจจะคิดว่า ความจำเป็นเหมือนกับเครื่องอัดวีดิโอ แต่นี่ไม่ใช่ความจริง กลไกทางโมเลกุลที่เป็นฐานของการเกิดและการรักษาความจำมีภาวะที่เป็นพลวัต (คือไม่อยู่กับที่) และประกอบด้วยระยะต่าง ๆ ที่มีช่วงเวลาเป็นวินาทีจนถึงทั้งชีวิต จริง ๆ แล้ว ผลงานวิจัยแสดงว่า สิ่งที่เราจำได้เป็นสิ่งที่สร้างขึ้น (ใหม่) คือ เราสร้างความจำทั้งที่เมื่อมีการเข้ารหัสทั้งที่เมื่อมีการระลึกถึง ความจริงนี้ รู้ได้จากผลงานวิจัยคลาสิกในปี ค.ศ. 1974 ที่ให้ผู้ร่วมการทดลองดูภาพยนตร์เกี่ยวกับอุบัติเหตุที่ท้องถนน และถามว่า ได้เห็นอะไร นักวิจัยพบว่า บุคคลที่ได้รับคำถามว่า "รถเหล่านั้นวิ่งเร็วแค่ไหนเมื่อวิ่งเข้าบี้กัน" จะให้ความเร็วประเมินที่สูงกว่าบุคคลที่ได้รับคำถามว่า "รถเหล่านั้นวิ่งเร็วแค่ไหนเมื่อชนกัน"

นอกจากนั้นแล้ว เมื่อถามอีกอาทิตย์หนึ่งว่า เห็นกระจกแตกในหนังหรือไม่ ผู้ที่รับคำถามเกี่ยวกับรถวิ่งเข้าบี้กันมีโอกาสถึง 2 เท่าที่จะรายงานว่าเห็นกระจกแตก มากกว่าผู้ที่ได้รับคำถามเกี่ยวกับรถชนกัน แต่จริง ๆ แล้ว ไม่มีกระจกแตกแสดงในภาพยนตร์ ดังนั้น คำถามจึงเป็นตัวบิดเบือนความจำของผู้ร่วมการทดลอง สิ่งที่สำคัญก็คือ คำที่ใช้ในคำถามโน้มน้าวให้ผู้ร่วมการทดลองสร้างความจำใหม่ที่ต่างจากเหตุการณ์จริง ๆ คือ ผู้ที่รับคำถามเกี่ยวกับรถวิ่งเข้าบี้กันระลึกถึงอุบัติเหตุว่าร้ายแรงกว่าที่เห็นจริง ๆ ผลงานทดลองนี้สามารถทำซ้ำได้และให้ผลเดียวกันทั่วโลก คือนักวิจัยสามารถแสดงอย่างคงเส้นคงวาว่า ถ้าได้รับข้อมูลที่ทำให้เข้าใจผิด ก็จะทำให้เกิดการระลึกถึงความจำที่ผิดพลาด เป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า misinformation effect (แปลว่า ปรากฏการณ์ข้อมูลผิด)

เป็นที่น่าสนใจว่า ผลงานวิจัยแสดงว่า การให้ผู้ร่วมการทดลองจินตนาการการกระทำที่ไม่เคยได้ทำมาก่อนหรือเหตุกาณ์ที่ไม่ได้ประสบมาจริง ๆ ซ้ำ ๆ กัน อาจมีผลทำให้เกิดความจำที่ไม่ตรงกับความจริง ยกตัวอย่างเช่น ในงานวิจัยปี ค.ศ. 1998 มีการให้ผู้ร่วมการทดลองจินตนาการว่าได้ทำการอย่างหนึ่ง (ซึ่งก็คือ หักไม้จิ้มฟัน) ในช่วงแรกของการทดลอง และภายหลังถามว่าได้ทำอย่างนั้นจริงหรือเปล่า ผลการทดลองพบว่า ผู้ร่วมการทดลองที่ได้จินตนาการซ้ำ ๆ กันว่าได้ทำสิ่งนั้นมีโอกาสที่จะคิดว่าได้ทำสิ่งนั้นจริง ๆ มากกว่าผู้ที่ไม่ได้จินตนาการ และโดยคล้าย ๆ กัน ในงานวิจัยปี ค.ศ. 1996 มีการให้นักศึกษามหาวิทยาลัยรายงานว่า มั่นใจแค่ไหนว่าได้ประสบเหตุการณ์หนึ่ง ๆ (เช่น ทำหน้าต่างแตกโดยใช้มือ) ในวัยเด็ก แล้วหลังจากนั้น 2 อาทิตย์ก็ให้นักศึกษาจินตนาการเหตุกาณ์ 4 อย่าง นักวิจัยพบว่า นักศึกษา 1/4 ที่ทำการจินตนาการรายงายว่า ได้ประสบเหตุการณ์เหล่านั้นจริง ๆ ในวัยเด็ก ซึ่งก็คือ เมื่อให้จินตการถึงเหตุการณ์เหล่านั้น ก็จะเกิดความมั่นใจมากขึ้นว่าได้ประสบเหตุการณ์เหล่านั้นจริง ๆ

งานวิจัยในปี ค.ศ. 2013 พบว่า สามารถเร้าความจำที่มีอยู่แล้วโดยไม่ได้ใช้วิธีธรรมชาติ (artificial) และสามารถสร้างความจำเทียมในหนู โดยใช้ optogenetics (ใช้แสงควบคุมนิวรอนซึ่งได้ทำให้ไวแสงโดยแปลงยีน) คือกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ของสถาบัน RIKEN-MIT สามารถทำให้หนูสัมพันธ์สิ่งแวดล้อมที่ไม่มีภัย กับประสบการณ์ที่ไม่น่ายินดีที่เกิดในสิ่งแวดล้อมที่ต่างกัน (หนูในที่สุดมีปฏิกิริยาต่อสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีภัยเหมือนกับมีภัย) นักวิทยาศาสตร์บางท่านเชื่อว่า งานวิจัยนี้อาจมีนัยสำคัญในการศึกษาการเกิดความจำผิด ๆ ในมนุษย์ และในการบำบัดรักษาคนไข้ PTSD และโรคจิตเภท

งานวิจัยปี ค.ศ. 2006 ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ลอสแอนเจลิสที่พิมพ์ในวารสาร American Journal of Geriatric Psychiatry (วารสารจิตเวชผู้สูงอายุอเมริกัน) พบว่า เราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบประชานและสมองโดยเปลี่ยนวิถีชีวิตอย่างง่าย ๆ เช่นการฝึกหัดความจำ การทานอาหารสุขภาพ การรักษาร่างกายให้แข็งแรง และการบริหารความเครียด ในงานทดลองนี้ มีการตรวจสอบผู้ร่วมการทดลอง 17 คนโดยมีอายุเฉลี่ย 53 ปี มีประสิทธิภาพความจำเป็นปกติ มีการให้ผู้ร่วมการทดลอง 8 คนทานอาหารที่ดีต่อสมอง (brain healthy) ฝึกการผ่อนคลาย ออกกำลังกาย ฝึกจิต (ซึ่งเป็นเทคนิคฝึกสมองและความจำเกี่ยวกับภาษา) หลังจากนั้น 14 วัน ผู้ร่วมการทดลองสามารถใช้คำได้คล่องขึ้น (word fluency) เทียบกับความสามารถที่ได้วัดมาก่อน แต่ไม่มีการวัดผลติดตามในระยะยาว ดังนั้น จึงยังไม่ชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงชีวิตเช่นนี้มีผลระยะยาวต่อความจำหรือไม่

มีหลักและเทคนิคช่วยจำที่มีความสัมพันธ์กันกลุ่มหนึ่ง (ที่เรียกว่า Art of memory ศิลปะความทรงจำ) ที่สามารถใช้เพื่อเพิ่มสมรรถภาพความทรงจำ เช่น ในปี ค.ศ. 2001 International Longevity Center (ศูนย์อายุยืนสากล) พิมพ์รายงาน ที่ในหน้า 14-16 ให้คำแนะนำวิธีการรักษาสมรรถภาพทางใจให้ดีจนกระทั่งถึงวัยชรา ข้อแนะนำรวมทั้ง การใช้สมองโดยเรียน การฝึกสมองหรือการอ่านหนังสือ การมีวิถีชีวิตที่แอ๊กถีฟเพื่อสนับสนุนการหมุนเวียนของเลือดในสมอง การเข้าสังคม การลดความเครียด การนอนเป็นเวลา การหลีกเลี่ยงภาวะเศร้าซึมหรือการมีอารมณ์ขึ้น ๆ ลง ๆ และการทานอาหารสุขภาพ

ในปี ค.ศ. 1972 นักวิจัยกลุ่มหนึ่งเสนอว่า วิธีการจำและระดับการประมวลผลเพื่อจำเป็นองค์ประกอบที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพการเก็บประสบการณ์ไว้ในความจำ ไม่ใช่การฝึกซ้อม (rehearsal) ข้อมูลนั้นบ่อย ๆ คือ

การท่องจำเป็นวิธีหนึ่งในการเรียนรู้ที่ยังให้เราสามารถระลึกถึงข้อมูลได้คำต่อคำ ปรากฏการณ์เว้นระยะ (spacing effect) แสดงว่าเรามักจะจำรายการสิ่งต่าง ๆ ได้ดีกว่าถ้าท่องจำแล้วเว้นระยะ ทำซ้ำ ๆ กันเป็นช่วงระยะเวลายาว เปรียบเทียบวิธีนี้กับการพยายามจำเนื้อความเป็นจำนวนมากในช่วงระยะเวลาสั้น ๆ ปรากฏการณ์ที่เข้าประเด็นอีกอย่างหนึ่งก็คือ Zeigarnik effect ซึ่งแสดงว่า เราจำงานที่ยังไม่เสร็จหรือที่เกิดการขัดจังหวะได้ดีกว่างานที่เสร็จแล้ว ส่วนวิธี Method of loci (การจินตนาการเส้นทางที่คุ้นเคยแล้ววางสิ่งที่ต้องการจะจำไว้ในตำแหน่งต่าง ๆ ที่เป็นจุดเด่น) เป็นการใช้ความจำทางพื้นที่เพื่อจะจำข้อมูลที่ไม่เกี่ยวข้องกับพื้นที่