من الناحية الفسيولوجية، يمارس الدماغ سيطرة مركزية على أعضاء الجسم الأخرى. يعمل على باقي الجسم عن طريق توليد أنماط من النشاط العضلي وعن طريق زيادة إفراز مواد كيميائية تسمى الهرمونات. يسمح هذا التحكم المركزي بالاستجابات السريعة والمنسقة للتغيرات في البيئة.

تُفهم الآن طريقة عمل خلايا الدماغ الفردية بتفصيل كبير ولكن الطريقة التي تتعاون بها مع بعضها البعض في الملايين من المجموعات الخلايا العصبية غير مفهومة بعد.^[5] النماذج الحديثة في علم الأعصاب الحديثة تعامل الدماغ على أنه كمبيوتر بيولوجي، يختلف اختلافًا كبيرًا في الآلية عن الكمبيوتر الإلكتروني، ولكنه متشابه بمعنى أنه يكتسب المعلومات من العالم المحيط ويخزنها ويعالجها بعدة طرق.

تعد الذاكرة أمرًا حيويًا للتجارب وذات صلة بالجهاز النطاقي، هي عملية الاحتفاظ بالمعلومات لمدة من الزمن لغرض التأثير على الأفعال المستقبلية. إذا كنا لا نستطيع تذكر الأحداث السابقة، لن نکون قادرین علی أن نطور اللغة، العلاقات، أو الهوية الشخصية.

غالبًا ما تفهم الذاكرة على أنها نظام معالجة معلومات لها وظائف صريحة وضمنية مكونة من معالجات حسية، ذاكرة قصيرة الأمد وذاكرة طويلة الأمد. من الممكن أن ترتبط الذاكرة بالخلايا العصبية. تساعد المعالجات الحسية على الشعور بالمعلومات من العالم الخارجي على شكل إيعازات فيزيائية وكيميائية، والتعامل معها على أساس مستويات مختلفة من التركيز والعزم. تعمل الذاكرة قصيرة الأمد كمعالج ترميز وإسترجاع. تشفر المعلومات التي تكون على هيئة إيعازات وفقًا للوظائف الصريحة والضمنية من قبل معالج الذاكرة قصيرة الأمد. تقوم الذاكرة قصيرة الأمد كذلك باسترجاع معلومات من مواد مخزونة سابقًا. وأخيرًا، وظيفة الذاكرة طويلة الأمد هي تخزين البيانات من خلال نماذج وأنظمة مختلفة.

تُعرف الأنظمة الصريحة والضمنية للذاكرة على أنها أنظمة تصريحية وغير تصريحية. تتضمن هذه الأنظمة نوايا ذات معنى لإسترجاع وخزن الذاكرة، أو قلة ما إلى ذلك. الذاكرة الصريحة هي الخزين الإدراكي والبيانات المتعلقة بالذكريات. وتحت الذاكرة الصريحة تكمن الذاكرة الدلالية والعرضية. تشير الذاكرة الدلالية إلى الذاكرة التي ترمز بمعنى معين، في حين أن الذاكرة العرضية تشير إلى المعلومات التي يتم تشفيرها على طول المستوى الزماني والمكاني. الذاكرة الصريحة هي العملية الأساسية التي يشار إليها عند الإشارة إلى الذاكرة.

الذاكرة ليست معالج مثالي، وتتأثر بالعديد من العوامل. الطريقة التي تُرمز وتحفظ فيها المعلومات من الممكن أن تتعرض للتلف. إن مقدار الاهتمام الذي يعطى إلى إيعاز جديد من الممكن أن يقلل مقدار المعلومات التي يتم ترميزها لغرض الحفظ. ومن الممكن ان تتلف عملية الحفظ بسبب الضرر المادي لمناطق الدماغ المرتبطة بحفظ الذاكرة مثل قرن آم .

1. المخ (Cerebrum)

يعد المخ هو الجزء الأكبر من الدماغ، ويُقسم إلى نصفين، وهما النصف الأيمن والنصف الأيسر، اللذان يرتبطان ببعضهما البعض عن طريق حزمة من الألياف العصبية المعروفة بالجسم الثفني (Corpus Callosum).

ويتحكم كل نصف من المخ بالنصف المعاكس له من الجسم، أي أن النصف الأيمن من المخ يتحكم بالجزء الأيسر من الجسم، والنصف الأيسر من المخ يتحكم بالجزء الأيمن من الجسم.

ويتكون نصفا المخ من 4 فصوص، وهي الآتي:

يقدم المخ الوظائف الآتية:

يتكون الجهاز العصبي في جسم الإنسان من مجموعة من الخلايا، وهذه الخلايا ترتبط بعضها ببعض حتى أنها تكون شبكة مثل شبكة الاتصالات، وهذه الخلايا تنقسم إلى نوعين هما:

هي الخلايا التي تقوم بوظيفتها في دعم وتوفير الحماية للخلايا العصبية، وتتكون هذه الخلايا الداعمة من العديد من الأنواع منها ما يقوم بدعم وظائف الكبد، ومنها الخلايا الخاصة بالغذاء.

عدد الخلايا الداعمة يفوق عددها الخلايا العصبية بمقدار خمس مرات.

الخلايا العصبية هي تلك الخلايا التي تستخدم بشكل رئيسي في الجهاز العصبي، وهذه الخلايا يبنى عليها كل الوظائف التي يقوم بها جسم الإنسان.

تتميز الخلايا العصبية بأنها سريعة في عملية النقل، وهي تتوزع على شكل سلاسل من الخلايا تقوم بتبادل المعلومات مع بعضها البعض، وهي التي تسمى نقطة الاتصال بين الخلايا العصبية.

-خلايا عصبية حركية؛ وهي ذلك الخلايا التي تقوم بإرسال المعلومات للعضلات حتى تساعدها على الحركة.

خلايا عصبية حسية وهي تلك الخلية التي تجمع مجموعة من المعلومات في جميع الأماكن في الجسم، وتقوم بنقلها إلى الدماغ.

الجسم هو المكون الرئيسي للخلية وهو الذي يجمع المعلومات ويعالجها ويجهزها ويقوم بنقلها إلى المكان المخصص لها.

-الفروع؛ وعي عبارة عن فروع من الخلايا تشبه غصون الأشجار، وهي تربط بين الخلايا العصبية مع بعضها البعض، وتقوم باستقبال الإشارات القادمة من الخلايا الأخرى التي توجد في الخلايا العصبية.

-المحور؛ هو الذي يقوم بنقل الإشارات التي تصدر في الخلايا العصبية إلى باقي الخلايا الأخرى، وتحيط بهذا المحور مجموعة من الأغشية التي تتكون من الدهون، حتى يتم عمل عزل للمكونات المحيطه به، المساعدة على تسريع المعلومات.

فالعصبون هو الوحدة العصبية الأساسية أو الخلية العصبية التي تكوّن بتشابكاتها مع عصبونات أخرى الألياف العصبية التي تكوّن بدورها الأعصاب. يتألف كل عصبون من جسم الخلية الأساسي الذي يحوي جميع العضيّات الخلوية الحيوانية لكنه يتميز بامتلاكه تشعّبات عديدة تصله بغيره من العصبونات، كما يمتلك تفرعًا وحيدًا طويلاً مدعمًا بغلاف صلب يدعى المحوار (باللاتينية: axon).

يتكوّن العصبون:

جسم الخلية يحتوي على نواة الخلية ويبرز من سطحة تغصنات أو تشعبات للخارج لها علاقة في استقبال أو نقل الإشارات الكهربائية. ويستقبل جسم العصبون الإشارات الكهربائية (العصبية) من العصبونات الأخرى عن طريق التغصنات من عصبون خلية أخرى أو من محوار عصبون آخر عن طريق مشابك (بالإنجليزية: Synapsis)‏، والمشبك هو عبارة عن فضاء عند التقاء غصن عصبون أو محوار عصبون مع عصبون خلية أخرى لنقل الإشارات الكهربائية عن طريق مواد كيماوية تُسمى النواقل العصبية. والنواقل العصبية عديدة، منها الأسيتيل كولين والأدرينالين والنورأدرينالين.

محوار العصبون هو عبارة عن امتداد يخرج من جسم الخلية وينقل الإشارات الكهربائية من العصبون. والمحوار مُغلف من الخارج بصفائح المايلين (النُخاعين) وهي عبارة عن مادة عازلة للمحور وضرورية لنقل الإشارات الكهربائية فيه، في الجهاز العصبي المركزي الخلايا الدبقية قليلة التغصنات (بالإنجليزية: Oligodendrocytes)‏ هي المسؤولة عن إنتاج المايلين، أما في الجهاز العصبي المُحيطي فخلايا شوان (بالإنجليزية: Schwann Cells)‏ هي المسؤولة عن إنتاج (المايلين).

النتائج الأخيرة تجاوزت ما كان معهودا إلى حد الآن، إذ أكد باحثون من ألمانيا وبريطانيا إن عقل الإنسان يتذكر ما يعايشه بشكل أسرع مما كان يعتقد في السابق. وحسب باحثي علم الأعصاب بجامعتي كونستانس الألمانية وبيرمنجهام البريطانية في دراستهم التي نشرت نتائجها في مجلة "جورنال اوف نويرو ساينس" فإن مناطق المخ المسؤولة تنشط في غضون 100 إلى 200 مللى ثانية، علما أن المللي ثانية يساوي واحدا من ألف من الثانية.

وكان العلماء يعتقدون أن المخ يضطر أولا للبحث مدة أطول فيما يعرف بمنطقة الحصين بالمخ "و كنا نعتقد أن ذلك يستغرق نحو نصف ثانية وهو وقت طويل جدا في ضوء أبعاد نشاط العقل"، حسبما أوضح جيرد فالد هاوزر المشارك في الدراسة والذي انتقل لجامعة بوخوم الألمانية. وطلب الباحثون خلال الدراسة من متطوعين أن يحاولوا قدر الإمكان الاحتفاظ بصور أشياء في ذاكرتهم ثم سئل هؤلاء المتطوعون فيما بعد عن هذه الأشياء.

واستخدم الباحثون تخطيط أمواج الدماغ كطريقة لتحليل المعلومات والتي يتم من خلالها استنباط حجم نشاط مناطق بالمخ اعتمادا على تذبذبات الجهد الكهربائي في منطقة أعلى الرأس والتي يتم تسجيلها بدقة زمنية فائقة. وتبين للباحثين أن مناطق المخ التي تنشط عند تذكر معايشات الإنسان هي نفسها تقريبا التي تنشط عند حفظ هذه التجارب وأن كل حدث عابر يتذكره الإنسان يمثل حدثا فريدا له ويرتبط بمكان وزمان بعينهما.