我们对事物的记忆并不是储存在大脑的某个细胞、某个部分中，而是遍布在许多相互关联的细胞网络中。我们知道，神经元细胞之间彼此由突触连接（见图18），学习新的信息就会刺激突触。伊利诺斯大学的研究者威廉姆·格里诺用小白鼠作为实验对象来研究大脑细胞突触的生长情况，他发现在不断学习的过程中，4天内小白鼠的脑部就长出了新的细胞突触。
压力则会抑制突触。高含量的应激激素—皮质醇，会导致突触萎缩，斯坦福大学的萨伯斯基教授通过实验也发现，仅仅两个星期的压力就会给突触带来很明显的消极影响。幸运的是，一旦皮质醇含量降低，突触又可以恢复原状。
俗话说，大脑越用越聪明。这是很有科学道理的。换句话说，你或者通过学习来刺激突触生长，让自己的反应更加敏捷；或者在慵懒和压力中度日，突触萎缩，头脑也越发迟钝。
人们普遍认为，人的记忆通过改变脑细胞内的RNA（核糖核酸）分子结构从而储存在大脑中。记忆对象必须要通过看、听或做来进入细胞中，这样我们才能形成并储存记忆。因而我们的记忆有三种形式—视觉记忆、听觉记忆和运动感觉记忆。如果某种记忆利用了这三种形式，那么它就会最大限度地储存在尽可能多的细胞中。
举个日常的例子，如果你眼睛看着电话号码，同时反复大声读出它，并且多次在电话上按下这个号码，那么你就会更牢地记住它。我们的大脑，尤其是内部的海马区，会决定记忆对象是否值得储存。在早老性痴呆症患者的大脑中，海马区丧失了将记忆归档储存的能力，因而无法储存新的记忆。
那么，记忆是如何存入大脑，如何调出来，又如何把不同的记忆形式联系起来的呢？脑细胞中主要的记忆分子是乙酰胆碱，主要集中在海马区。早老性痴呆症患者大脑内部就十分缺乏乙酰胆碱。如果大脑中缺乏乙酰胆碱，即使你的记忆是完整无缺的，你也无法将不同形式的记忆联系起来。比如，你记得这张脸，却无法想起他的名字。