记忆的形成机制主要涉及神经生物学、分子生物学和认知科学等多个层面，其核心过程可归纳为以下五个关键方面：

一、编码与信息处理

记忆形成始于大脑对感知信息的编码，即外部刺激（如图像、声音）被转化为神经信号。这一过程在海马体等脑区尤为活跃，通过神经元间的突触连接传递和加工信息。

二、突触可塑性

1. 长时程增强（LTP）

   频繁刺激导致突触传递效率增强，是记忆巩固的核心机制。例如，谷氨酸与NMDA受体结合后，突触后膜电位变化，促进突触连接强度增加。

2. 突触结构变化

   重复刺激可引发突触增生或感应阈下降，形成更紧密的神经连接。惰性记忆细胞通过突触增生维持长期记忆。

三、神经递质与信号调节

神经递质（如谷氨酸、乙酰胆碱）调节神经元兴奋性，影响信息传递效率。例如，NMDA受体在LTP过程中起关键作用。

四、基因表达与蛋白质合成

学习记忆激活细胞内信号通路，促进c-Fos、Arc等基因表达，新合成的蛋白质参与突触重塑和记忆巩固。

五、记忆存储与提取

1. 多级存储

   信息从短期记忆（如海马体）逐步转化为长期记忆，涉及蛋白质合成和神经网络重组。

2. 提取机制

   回忆时重新激活储存的神经网络，通过突触强度差异区分短期与长期记忆。

总结 ：记忆形成是神经元活动、突触可塑性、神经递质调节及基因表达共同作用的结果，涉及海马体等关键脑区的协同工作。