Informatsiooni pikaajalisse mällu jõudmiseks on mitmeid erinevaid viise. Me saame tagada lühiajaliste mälestuste muutmise pikaajalisteks teadlikul tasandil, näiteks olulise inimese telefoninumbrit korrates. Kordame seda numbrit, et tagada selle meeldejäämine. See on vajalik, kuna erinevalt lühiajalise mälu mustrite lühiajalisest toimest põhineb pikaajaline mälu neuronitevahelistel uutel ühendustel; seda toetavad sünapsid, mille moodustumist saab teatud tegevuste abil, näiteks meelde jätta soovitavaid asju korrates, soodustada.
Mööda neuroneid liiguvad signaalid, mida nimetatakse aktsiooni- ehk tegevuspotentsiaaliks, ja annavad informatsiooni nagu elektrit mööda üllatavalt nätsket kaablit edasi kehalt ajule või vastupidi. Enamasti moodustavad mitu samasse ahelasse kuuluvat neuronit närvi ja edastavad signaale ühest punktist teise, niisiis peavad signaalid kuskilt välja jõudmiseks ühelt neuronilt teisele edasi liikuma. Kahe (või enama) neuroni vahelist ühendust nimetatakse sünapsiks. Tegemist ei ole vahetu füüsilise ühendusega; tegelikult on see väga kitsas pilu ühe neuroni lõpu ja teise alguse vahel (kuigi paljudel neuronitel on selleks, et asja veelgi segasemaks ajada, mitu algust ja lõppu). Kui tegevuspotentsiaal sünapsini jõuab, eraldub ahela esimesest neuronist sünaptilisse pilusse keemilist ainet, mida nimetatakse virgatsaineks ehk neurotransmitteriks. See liigub mööda sünapsi ja seostub retseptorite abil teise neuroni membraaniga, kutsudes selles neuronis esile järgmise tegevuspotentsiaali, mis liigub järgmise sünapsini ja nii edasi. Neurotransmittereid on palju ja erinevaid, nagu hiljem näeme; neile on üles ehitatud sisuliselt igasugune ajutegevus ning igal neurotransmitteril on kanda konkreetsed rollid ja funktsioonid. Lisaks on neil spetsiifilised retseptorid, mis neid ära tunnevad ja nendega suhtlevad; neid võib võrrelda turvaustega, mis avanevad üksnes õige võtme, parooli, sõrmejälje või võrkkesta skaneeringu kasutamisel.
Arvatakse, et just sünapsides „hoitakse” ajus tegelikku informatsiooni; seda võib võrrelda konkreetset faili esindava ühtede ja nullide kindla jadaga kõvakettal – konkreetsete sünapside kogum konkreetses kohas esindab mälestust, mida me sünapside aktiveerumisel kogeme. Niisiis on need sünapsid konkreetsete mälestuste füüsiline vorm. Täpselt samamoodi saavad tindiga paberile kirjutatud kindlatest mustritest peale vaadates sõnad, mis omandavad äratuntava keele korral tähenduse; samamoodi tõlgendab aju teatud sünapsi (või mitmete sünapside) aktiveerumisel seda mälestusena.
Uute pikaajaliste mälupiltide loomist sünapse moodustades nimetatakse „kodeerimiseks”; tegemist on mälestuse ajju salvestamise protsessiga.
Kodeerimisega tuleb aju toime suhteliselt kiiresti, kuid see ei ole hetkeline toiming, niisiis toetub lühiajaline mälu informatsiooni salvestamisel suuresti vähem püsivatele, kuid kiirematele tegevusmustritele. Seejuures ei toimu uute sünapside moodustumine; selle asemel käivitatakse uuesti põhimõtteliselt mitmeotstarbeliste sünapside olemasolev kogum. Millegi kordamine lühiajalises mälus aitab seda seni „aktiivsena” hoida, kuni pikaajaline mälu kodeerimisega valmis saab.
Aga kirjeldatud kordan-kuni-meelde-jääb-meetod pole asjade meelde jätmiseks ainus viis ja päris kindlasti ei tee me seda kõige puhul, mida oleks võimalik meelde jätta. Meil pole seda tarvis. On leitud veenvaid tõendusmaterjale, mis näitavad, et sisuliselt kõik meie kogetu salvestub ühel või teisel kujul pikaajalisse mällu.
Kogu informatsioon, mida me meelte kaudu saame ning sellega seonduvad emotsionaalsed ja kognitiivsed aspektid edastatakse oimusagara hipokampusesse. Hipokampus on aju äärmiselt aktiivne piirkond, mis sensoorse informatsiooni lõpmatuid voogusid järjepanu „individuaalseteks” mälestusteks koondab. Eksperimentide tulemusel saadud rohkete andmete põhjal on just hipokampus see koht, kus tegelik kodeerimine aset leiab. Näib, et vigastatud hipokampusega inimesed ei tule uute mälestuste kodeerimisega toime; inimestel, kes pidevalt uusi asju õpivad ja informatsiooni meelde jätavad, on üllatavalt suur hipokampus (näiteks taksojuhtide hipokampuses on laienenud piirkonnad, kus toimub ruumilise mälu ja navigatsiooniandmete töötlemine, nagu edaspidi näeme), mis viitab suuremale sõltuvusele ja aktiivsusele. Mõne eksperimendi käigus on koguni värskelt moodustunud mälestusi „märgistatud” (keerukas protsess, mis hõlmab neuronite moodustumisel osalevate proteiinide tuvastatavate variantide kasutamist) ning seejuures on avastatud, et need koonduvad hipokampusesse.21 Siinkohal ei ole isegi arvestatud uuemaid skannimiskatseid, mida on võimalik kasutada hipokampuse toimimise uurimiseks reaalajas.
Uued mälestused paneb paika hipokampus ja sedamööda, kuidas „tagapool” moodustuvad uued mälestused neid vaikselt edasi nügivad, liiguvad need aeglaselt edasi ajukoorde. Selline järkjärguline kodeeritud mälestuste kindlustamise ja talletamise protsess kannab nime „konsolideerimine”. Niisiis ei lühiajalise mälu kasutatav meetod, mille kohaselt midagi korratakse seni, kuni see meelde jääb, pikaajalise mälu moodustumiseks ilmtingimata vajalik, kuid sageli siiski ülioluline selleks, et informatsiooni kodeerimine toimuks konkreetses järjekorras.
Ütleme, et tegemist on telefoninumbriga. Tegemist on juba pikaajalises mälus asuva numbrite jadaga. Miks peaks olema vaja neid uuesti kodeerida? Telefoninumbrit korrates anname ajule märku, et oluline on just see konkreetne numbrite järjekord ja selle kaugemas perspektiivis säilimiseks on vajalik konkreetne mälestus. Kordamist võib lugeda protsessiks, mille käigus lühiajaline mälu võtab infokillu vastu, tähistab selle „kiireloomulisena!” ning saadab siis edasi arhiveerimisega tegeleva meeskonna kätte.
Aga kuidas me siiski asju unustame, kui pikaajalises mälus kõik alles püsib? Hea küsimus.
Üldiselt ollakse ühel meelel selles osas, et unustatud pikaajalised mälestused on tehnilises mõttes endiselt ajus alles, välja arvatud juhul, kui need on mingi trauma tulemusel füüsiliselt hävinud (sellele mõeldes tundub, et suutmatus sõbra sünnipäeva meeles pidada pole nii oluline). Aga pikaajalised mälestused peavad selleks, et neist kasu oleks, läbima kolm etappi: need tuleb moodustada (kodeerimine); need tuleb korralikult salvestada (hipokampuses ja seejärel ajukoores) ning neid peab üles leidma. Kui mälestust ei ole võimalik üles leida ehk reprodutseerida, siis seda samahästi kui ei ole olemas. Seda võib võrrelda suutmatusega leida üles oma kindad; teil küll on kindad, need on endiselt olemas, aga käed külmetavad sellegipoolest.
Mõne mälestuse reprodutseerimine on lihtne, kuna need on millegi poolest olulisemad (eredamad, millestki ajendatud, intensiivsemad). Nii on üldjuhul väga lihtne meenutada asju, millega on seotud oluline emotsionaalne laeng, näiteks pulmapäeva või esimest suudlust või seda korda, mil saite müügiautomaadist ühe krõpsupaki asemel kaks, kuigi maksite vaid ühe eest. Lisaks sündmusele endale tulevad mängu sellega samal ajal seondunud emotsioonid ja mõtted ja tunded. Kõik need tekitavad omakorda ajus rohkem selle konkreetse mälestusega seonduvaid seoseid, mis tähendab, et eelmainitud konsolideerimisprotsessi käigus omistatakse sellele suurem tähtsus ja lisatakse rohkem seoseid, mille tulemusel on ka selle meenutamine palju lihtsam. Sellele vastanduvad minimaalsete või ebaoluliste assotsiatsioonidega seotud mälestused (näiteks järjekorras 473. sündmustevaene töölesõit), mille konsolideerumisega erilist vaeva ei nähta ja see muudab oluliselt keerulisemaks ka nende meenutamise.
Aju koguni kasutab sellist lähenemist omamoodi – kuigi võrdlemisi stressi tekitava – ellujäämisstrateegiana. Traumeerivate sündmuste ohvrid hakkavad sageli kannatama välklamp-mälestuste all; näiteks autoõnnetuse või kohutava kuriteoga seotud mälestused on väga eredad ning korduvad veel pikka aega pärast sündmust (vt 8. peatükk). Trauma hetkel kogetud tunded olid sedavõrd intensiivsed, et aju ja keha tabas adrenaliinitulv, mis omakorda teravdas meeli ja teadlikkust sel määral, et mälestus jäädvustatakse väga tugevalt ning jääb tooreks ja teravaks. Tundub, nagu oleks aju toimunud jubedatest sündmustest kokkuvõtte teinud ja öelnud: „See siin on kohutav; ära seda mingil juhul unusta, me ei taha seda enam mitte kunagi kogeda.” Paraku võib mälestus mõnikord niivõrd eredaks osutuda, et muutub häirivaks.
Aga