Нейроны проводят сигналы, известные как «потенциалы действия», по всей своей длине, передавая информацию от тела к мозгу или наоборот, подобно тому, как электричество шло бы по странному мягкому проводу. Как правило, множество объединенных в цепь нейронов образуют нерв и проводят сигнал от одного места к другому. Нейроны не соединяются непосредственно друг с другом; на самом деле между окончанием одного нейрона и началом следующего есть небольшая щель (все даже еще сложнее, потому что у многих нейронов есть по многу начал и окончаний). Когда потенциал действия доходит до синапса, первый нейрон в цепи впрыскивает в синапс химические вещества, называемые нейромедиаторами. Эти вещества идут по синапсу и взаимодействуют с мембраной другого нейрона через ее рецепторы. Взаимодействуя с рецептором, нейромедиатор тут же запускает в нейроне следующий потенциал действия, который идет до следующего синапса, и так далее. Как мы увидим далее, существует множество разных нейромедиаторов; они жизненно необходимы практически для всей мозговой активности, и у каждого из них есть своя задача и свое предназначение. Для каждого нейромедиатора есть специализированный рецептор, который распознает его и взаимодействует только с ним, совсем как дверь в защищенное помещение, которая открывается только подходящим ключом, паролем, отпечатком пальца или сканом сетчатки.
Когда вы смотрите на определенный рисунок чернил на бумаге, он превращается в осмысленные слова на знакомом вам языке; точно так же и мозг воспринимает активацию конкретного синапса (или нескольких синапсов) как воспоминание. Считается, что именно в синапсах «хранится» вся информация в мозге; подобно тому, как определенная последовательность нулей и единиц на компьютерном жестком диске кодирует определенный файл, так и определенный набор синапсов в определенном месте кодирует информацию, которую мы вспоминаем, когда эти синапсы активируются. Поэтому эти синапсы представляют собой физическую основу конкретных воспоминаний.
Такой процесс создания новых долговременных воспоминаний за счет образования синапсов называется «кодирование»; при помощи этого процесса информация и сохраняется в мозге.
Кодирование в мозге происходит невероятно быстро, но не моментально. Вот почему кратковременная память использует для хранения информации менее устойчивые, но зато более быстрые паттерны нейронной активности. Она не образует новые синапсы, вместо этого она активирует множество практически