记忆是大脑的重要功能之一，它使我们能够学习新知识、回顾过去事件以及预测未来的情况。尽管我们对大脑的运作理解越来越多，但神经元细胞在记忆形成过程中的确切角色仍然是一个复杂且活跃研究领域。
记忆的基本概念
在讨论神经元细胞如何参与记忆之前，我们需要了解不同类型的记忆及其相应的大脑区域。长期存储和短期存储是两种主要形式的大脑内信息保存方式。大部分科学家认为，长期存储涉及到大脑中较深层次结构，如海马体，而短期存储则与前额叶皮层有关。在这个背景下，神经元细胞扮演着关键角色，因为它们是信息传递和处理的基础单位。
神经元与信号传递
一个典型的神经元由三部分组成：轴突、树状突和核。轴突负责将信号从树状突传送至其他神经元或肌肉纤维。当一条电信号沿着轴突向下流动时，它触发了一系列化学反应，这些反应释放出特殊类型的小分子叫做 neurotransmitters。这类分子的释放发生于轴突末端，即称为终板的一端，并被接收器蛋白质（受体）所捕获，这些蛋白质位于另一颗树状突上。一旦接受者被激活，就会产生新的电信号，从而启动另一个脉冲循环。
记忆编码理论
关于如何将信息转化为持久性的记忆，还没有完全达成共识。不过，一种广泛接受的理论称为Hebbian Learning（海伯学习），它表述得非常简洁：“火鸡跟随的是那只首先发现食物的人。”换句话说，当两个或更多个神经元同时活动时，他们之间会建立更强烈连接，使得这些同样活动时也更加容易联系起来。如果这种协同工作模式足够频繁地重复，可能会导致新的联结，并最终形成持久性的记忆。
此外，有一些研究指出，在学习新技能或概念时，大量并行处理发生于不同的区域内，这促进了跨区域网络互动，以支持复杂行为模式。此类网络涉及大量不同类型但高度专门化的地位性群落，其中每个群落都专注于特定任务，如感知、执行控制等。
神经可塑性与经验影响
最近几十年，对人工智能进行实验的事实已经证明了“用它还是丢它”的原则，即不使用某一能力就会退化。而这背后的机制似乎基于一种名为“异なる规律”的现象，即当一项技能得到练习后，与之相关联的大量连接变得更加紧密。但如果这个技能停滞不前，那么这些连接就会逐渐消失，被那些正在发展或得到练习的大量新连接所取代。这意味着我们的能力受到不断变化环境和经验刺激的情况下的持续重塑，无论是在儿童早年的语言发展还是成人晚年的认知衰老中都是如此。
总之，虽然我们对于大脑内部精细操作尚处于探索阶段，但已有证据表明，通过改变单个微观单位——即小小但极其重要的小部件——可以影响整个人类思维过程。因此，不仅要认识到头部上方存在巨大的潜力，而且还应该意识到这一潜能本身也是可以被培养、训练甚至修正的一个系统。在未来，将来，我们很可能看到对病毒感染引起的心智损害进行干预，以及对正常人的认知功能进行增强，以便他们更好地适应日益快速变化的人类社会。