В начале XX века французский философ Анри Бергсон (1859—1941) противопоставил "памяти-привычке", которая формируется в результате механического повторения, "память духа", которая запечатляет осмысленные единичные события биографии. Популярная в начале нашего века гештальтпсихология исследовала организацию материала при запоминании. А основатель психоанализа Зигмунд Фрейд (1856—1939) объяснял забывание "вытеснением" неприятных, травмирующих впечатлений из сферы сознания.
В XX веке было создано несколько десятков различных теорий памяти — психологических, физиологических, биологических, химических, биохимических, кибернетических. Но в настоящее время в науке нет ни одной единой, признаваемой всеми теории памяти. Во всех современных концепциях памяти в качестве центральной выступает проблема механизмов ее функционирования. Например, исследования на биохимическом уровне, начатые Хайденом в 50-х годах, показали, что работа памяти тесно связана с количеством РНК (рибонуклеиновой кислоты) в организме.
Не меньший интерес представляют исследования, начатые хирургом Уайлдером Пенфилдом (1891—1976). Перед операцией Пенфилд осуществлял электростимуляцию различных областей мозга. Когда он стимулировал височные отделы коры головного мозга, пациенты говорили, что перед ними встают яркие воспоминания, более того, эти воспоминания отличались исключительной точностью и полнотой (в них присутствовали цвета, запахи, звуки, движения и даже эмоции).
Кроме того, часто то, что пациенты вспоминали при стимуляции, было ими уже забыто в обычном состоянии. При этом Пенфилд установил, что только стимуляция височных долей (и никаких других областей мозга) приводит к возникновению связных и осмысленных воспоминаний. Пенфилд считал, что наш мозг запоминает абсолютно все, на что мы обращаем внимание, но затем припоминание по каким-то причинам затрудняется.
Современные нейрофизиологические исследования проникают все более и более глубоко в механизмы закрепления и сохранения следов на нейронном и молекулярном уровне. Установлено, например, что отходящие от нервных клеток отростки (аксоны) соприкасаются либо с отростками (дендритами) других нервных клеток, либо возвращаются к телу своей клетки. Благодаря этому возникают так называемые реверберирующие круги возбуждения разной сложности, которые некоторые исследователи считают физиологическим субстратом процессов памяти (точнее, процесса сохранения следов).
