大腦運作的基礎是神經沖動，主要涉及:1)鈉離子、鉀離子等帶電粒子在神經纖維內外的定向運動(形成微弱電流)；2)構成神經纖維細胞膜上離子通道和離子泵的許多蛋白質大分子的構型變化，使通道開關和泵可以啟動和停止，從而促進帶電粒子的定向運動；3)神經纖維末梢上突起之間神經遞質(各種有機分子)的釋放和識別(由其他蛋白質分子組成的特殊結構完成，這些活動會影響離子通道和離子泵的狀態)...所有這些眾多的離子(當然，這是伴隨著電子的運動)、蛋白質分子等。共同作用形成許多神經沖動，這些沖動在密集的神經纖維之間來來去去，就形成了。
有化學過程，也有物理過程(尤其是電)。
記憶有很多種，比如長時記憶和短時記憶，不同的記憶有不同的儲存方式。有些記憶對應的是特定腦區神經纖維相互連接的特定方式(即壹種連接方式對應壹種記憶)，有些記憶對應的是壹種蛋白質大分子的特殊構型(壹種構型對應壹種記憶)。這種蛋白質分子可以稱為“記憶粒子”。當然，很多關於記憶的東西還是未知的，大部分都是在猜測階段，離實際確認還差得很遠。
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