В работах И. С. Бериташвили (1976), Э. С. Костандова (1983), Е. А. Громовой (Батуев, 2009, с. 263) доказывается мысль о том, что долговременное хранение информации осуществляется в новых синаптических контактах между нейронами. При этом современные нейрофизиологи выделяют такие виды памяти, как образную, эмоциональную, условно-рефлекторную и словесно-логическую.
Следует отметить, что процесс формирования памяти прежде всего связан с работой нейромедиаторной и нейропептидной систем. Согласно исследованиям Х. Матисса (Батуев, 2009, с. 264–268), Р. И. Кругликова (1981), процесс запоминания зависит от работы холинергических и моноаминергических механизмов мозга. Если первые обеспечивают информационную составляющую обучения, то вторые отвечают за подкрепляющие и эмоционально-мотивационные механизмы памяти. При этом моноаминергические системы моделируют состояние холинергических механизмов памяти.
Холинергическая система мозга участвует в таких функциях, как память (кора головного мозга, гиппокамп), регуляция сложных двигательных реакций, в частности механизма инициации движений, двигательных стереотипов и т. д. (базальные ганглии), регуляция уровня бодрствования и внимания (ретикулярная формация ствола мозга, холинергические структуры переднего мозга).
Моноаминергические системы мозга играют большую роль в осуществлении интегративных функций мозга, в чередовании сна и бодрствования, в общей регуляции поведения человека и животных. К ним относятся дофаминергические, норадренергические и серотонинергические системы, которые берут начало в области ствола мозга и иннервируют практически все отделы головного мозга.
В процессе обучения увеличивается количество холинорецепторов, повышается чувствительность кортикальных нейронов к ацетилхолину, что усиливает процесс запоминания. В то же время, с точки зрения Е. А. Громовой, серотонинергическая система, ускоряя процесс обучения, способна подавить защитно-оборонительные реакции