ความทรงจำมีความสามารถในการเข้ารหัสจัดเก็บและเรียกคืนข้อมูล ความทรงจำทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถเรียนรู้และปรับตัวจากประสบการณ์ในอดีต รวมถึงสร้างความสัมพันธ์การเข้ารหัสช่วยให้สิ่งของที่รับรู้ได้ว่ามีประโยชน์หรือน่าสนใจถูกแปลงเป็นโครงสร้างที่สามารถจัดเก็บไว้ในสมองและเรียกคืนได้ในภายหลังจากความทรงจำระยะยาว [ ^{1 ] ความ}ทรงจำในการทำงานจะจัดเก็บข้อมูลเพื่อใช้หรือจัดการในทันที ซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากการเชื่อมโยงกับสิ่งของที่จัดเก็บไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งมีอยู่ในความทรงจำระยะยาวของแต่ละบุคคล^{[ 1 ]}

การเข้ารหัสยังค่อนข้างใหม่และยังไม่ได้รับการสำรวจอย่างถี่ถ้วน แต่ต้นกำเนิดของการเข้ารหัสย้อนกลับไปถึงนักปรัชญาโบราณ เช่นอริสโตเติลและเพลโตบุคคลสำคัญในประวัติศาสตร์ของการเข้ารหัสคือเฮอร์มันน์ เอบบิงเฮาส์ (1850–1909) เอบบิงเฮาส์เป็นผู้บุกเบิกในสาขาการวิจัยความจำ โดยใช้ตัวเองเป็นตัวอย่าง เขาศึกษาว่าเราเรียนรู้และลืมข้อมูลได้อย่างไรโดยการท่องรายการพยางค์ที่ไม่มีความหมายซ้ำ ๆ ตามจังหวะของเครื่องเคาะจังหวะจนกระทั่งจำได้^{[ 2 ]}การทดลองเหล่านี้ทำให้เขาเสนอแนวคิดเรื่องเส้นโค้งการเรียนรู้ [ ^{2 ] เขา}ใช้คำที่ไม่มีความหมายเหล่านี้เพื่อให้การเชื่อมโยงก่อนหน้าระหว่างคำที่มีความหมายจะไม่ส่งผลต่อการเรียนรู้ เขาพบว่ารายการที่อนุญาตให้สร้างการเชื่อมโยงและความหมายเชิงความหมายปรากฏชัดเจนนั้นจำได้ง่ายกว่า ผลลัพธ์ของเอบบิงเฮาส์ปูทางไปสู่จิตวิทยาเชิงทดลองในด้านความจำและกระบวนการทางจิตอื่นๆ

ในช่วงทศวรรษ 1900 มีความก้าวหน้าเพิ่มเติมในการวิจัยเกี่ยวกับความจำอีวาน ปาฟลอฟเริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับการปรับเงื่อนไขแบบคลาสสิกการวิจัยของเขาแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการสร้างความสัมพันธ์เชิงความหมายระหว่างสิ่งของสองอย่างที่ไม่เกี่ยวข้องกัน ในปี 1932 เฟรเดอริก บาร์ตเลตต์ เสนอแนวคิดเรื่องแผนผัง ทางจิต (mental schemas) แบบจำลองนี้เสนอว่าข้อมูลใหม่จะถูกเข้ารหัสหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับความสอดคล้องกับความรู้เดิม (แผนผังทางจิต) ^{[ 3 ]}แบบจำลองนี้ยังแนะนำว่าข้อมูลที่ไม่มีอยู่ ณ เวลาที่เข้ารหัสจะถูกเพิ่มเข้าไปในความจำหากข้อมูลนั้นอิงตามความรู้เชิงแผนผังของโลก^{[ 3 ]}ด้วยวิธีนี้ พบว่าการเข้ารหัสได้รับอิทธิพลจากความรู้เดิม ด้วยความก้าวหน้าของทฤษฎีเกสตัลต์ทำให้ตระหนักว่าความจำสำหรับข้อมูลที่เข้ารหัสแล้วมักถูกรับรู้ว่าแตกต่างจากสิ่งเร้าที่กระตุ้นมัน นอกจากนี้ยังได้รับอิทธิพลจากบริบทที่สิ่งเร้านั้นฝังอยู่ด้วย

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี สาขาประสาทวิทยาจึงถือกำเนิดขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงมีพื้นฐานทางชีววิทยาสำหรับทฤษฎีการเข้ารหัส ในปี 1949 โดนัลด์เฮบบ์ได้ศึกษาแง่มุมทางประสาทวิทยาของการเข้ารหัสและกล่าวว่า "เซลล์ประสาทที่ทำงานพร้อมกันจะเชื่อมต่อกัน" ซึ่งหมายความว่าการเข้ารหัสเกิดขึ้นเมื่อมีการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทผ่านการใช้งานซ้ำๆ ในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 ได้มีการเปลี่ยนแปลงไปสู่แนวทางการประมวลผลข้อมูลเกี่ยวกับความจำโดยอาศัยการประดิษฐ์คอมพิวเตอร์ ตามมาด้วยข้อเสนอแนะเบื้องต้นว่าการเข้ารหัสเป็นกระบวนการที่ข้อมูลถูกป้อนเข้าสู่ความจำ ในปี 1956 จอร์จ อาร์มิเทจ มิลเลอร์ได้เขียนบทความเกี่ยวกับข้อจำกัดของความจำระยะสั้นที่เจ็ดรายการ บวกหรือลบสอง ซึ่งเรียกว่า"เลขมหัศจรรย์เจ็ด บวกหรือลบสอง " ตัวเลขนี้ถูกเพิ่มเข้ามาเมื่อการศึกษาเกี่ยวกับการจัดกลุ่มข้อมูลเผยให้เห็นว่าเจ็ด บวกหรือลบสอง อาจหมายถึง "แพ็กเก็ตข้อมูล" เจ็ดแพ็กเก็ตด้วย ในปี พ.ศ. 2517 Alan BaddeleyและGraham Hitchได้เสนอแบบจำลองหน่วยความจำใช้งานซึ่งประกอบด้วยหน่วยบริหารส่วนกลาง แผ่นร่างภาพและพื้นที่ และวงจรเสียงเป็นวิธีการเข้ารหัส ในปี พ.ศ. 2543 Baddeley ได้เพิ่มบัฟเฟอร์เหตุการณ์^{[ 4 ]}ในขณะเดียวกันEndel Tulving (1983) ได้เสนอแนวคิดเรื่องความเฉพาะเจาะจงของการเข้ารหัส โดยที่บริบทถูกสังเกตอีกครั้งว่าเป็นอิทธิพลต่อการเข้ารหัส

มีวิธีการวิเคราะห์หลักสองวิธีในการวิเคราะห์ว่าสมองเข้ารหัสข้อมูลอย่างไร ได้แก่ วิธีการทางสรีรวิทยา และวิธีการทางจิตใจ วิธีการทางสรีรวิทยาจะพิจารณาว่าสิ่งเร้าถูกแสดงโดยการทำงานของเซลล์ประสาทในสมองอย่างไร ในขณะที่วิธีการทางจิตใจจะพิจารณาว่าสิ่งเร้าถูกแสดงในจิตใจอย่างไร^{[ 5 ]}

มีการเข้ารหัสทางจิตหลายประเภทที่ใช้กัน เช่น การเข้ารหัสแบบภาพ การเข้ารหัสแบบขยายความ การเข้ารหัสแบบจัดระเบียบ การเข้ารหัสแบบเสียง และการเข้ารหัสแบบความหมาย อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่รายการที่ครอบคลุมทั้งหมด

การเข้ารหัสภาพคือกระบวนการแปลงภาพและข้อมูลประสาทสัมผัสทางสายตาไปเป็นหน่วยความจำที่เก็บไว้ในสมอง ซึ่งหมายความว่าผู้คนสามารถแปลงข้อมูลใหม่ที่เก็บไว้เป็นภาพในใจได้ (Harrison, C., Semin, A.,(2009). Psychology. New York หน้า 222) ข้อมูลประสาทสัมผัสทางสายตาจะถูกเก็บไว้ชั่วคราวในหน่วยความจำภาพ^{[ 4 ]}และหน่วยความจำใช้งานก่อนที่จะถูกเข้ารหัสลงในหน่วยความจำระยะยาวถาวร^{[ 6 ] [ 7 ]}แบบจำลองหน่วยความจำใช้งานของ Baddeleyชี้ให้เห็นว่าข้อมูลภาพจะถูกเก็บไว้ในสมุดร่างภาพเชิงพื้นที่^{[ 4 ]} สมุดร่างภาพเชิงพื้นที่เชื่อมต่อกับหน่วยบริหารส่วนกลาง ซึ่งเป็นพื้นที่สำคัญของหน่วยความจำใช้งาน อะมิกดาล่าเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนอีกโครงสร้างหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในการเข้ารหัสภาพ มันรับข้อมูลภาพนอกเหนือจากข้อมูลจากระบบอื่นๆ และเข้ารหัสค่าบวกหรือลบของสิ่งเร้าที่ถูกกำหนดเงื่อนไข^{[ 8 ]}

การเข้ารหัสแบบละเอียดเป็นกระบวนการเชื่อมโยงข้อมูลใหม่กับความรู้ที่มีอยู่แล้วในความทรงจำอย่างกระตือรือร้น ความทรงจำเป็นการผสมผสานระหว่างข้อมูลเก่าและข้อมูลใหม่ ดังนั้นลักษณะของความทรงจำใดๆ จึงขึ้นอยู่กับข้อมูลเก่าที่มีอยู่ในความทรงจำของเรามากพอๆ กับข้อมูลใหม่ที่เข้ามาผ่านประสาทสัมผัสของเรา^{[ 9 ]}กล่าวอีกนัยหนึ่ง วิธีที่เราจำบางสิ่งบางอย่างได้นั้นขึ้นอยู่กับวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับสิ่งนั้นในขณะนั้น การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าการเก็บรักษาในระยะยาวได้รับการปรับปรุงอย่างมากโดยการเข้ารหัสแบบละเอียด^{[ 10 ]}

การเข้ารหัสเชิงความหมายคือการประมวลผลและการเข้ารหัสข้อมูลทางประสาทสัมผัสที่มีความหมายเฉพาะเจาะจงหรือสามารถนำไปใช้ในบริบทได้ สามารถใช้กลยุทธ์ต่างๆ เช่นการแบ่งกลุ่มข้อมูลและเทคนิคช่วยจำเพื่อช่วยในการเข้ารหัส และในบางกรณี ช่วยให้สามารถประมวลผลได้อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพในการดึงข้อมูลกลับมาใช้ได้

คำที่ศึกษาในเงื่อนไขการเข้ารหัสเชิงความหมายหรือเชิงลึกจะถูกจดจำได้ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ง่ายและยากของเงื่อนไขการเข้ารหัสที่ไม่ใช่เชิงความหมายหรือเชิงตื้น โดยเวลาตอบสนองเป็นตัวแปรตัดสิน^{[ 11 ]}บริเวณ Brodmann 45, 46 และ 47 (เปลือกสมองส่วนหน้าด้านล่างซ้ายหรือ LIPC) แสดงการกระตุ้นที่มากกว่าอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างเงื่อนไขการเข้ารหัสเชิงความหมายเมื่อเปรียบเทียบกับเงื่อนไขการเข้ารหัสที่ไม่ใช่เชิงความหมาย โดยไม่คำนึงถึงความยากของงานการเข้ารหัสที่ไม่ใช่เชิงความหมายที่นำเสนอ บริเวณเดียวกันที่แสดงการกระตุ้นที่เพิ่มขึ้นในระหว่างการเข้ารหัสเชิงความหมายเริ่มต้นจะแสดงการกระตุ้นที่ลดลงเมื่อมีการเข้ารหัสเชิงความหมายซ้ำๆ ของคำเดียวกัน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการลดลงของการกระตุ้นเมื่อมีการทำซ้ำนั้นเป็นกระบวนการเฉพาะที่เกิดขึ้นเมื่อคำได้รับการประมวลผลเชิงความหมายใหม่ แต่ไม่เกิดขึ้นเมื่อคำได้รับการประมวลผลที่ไม่ใช่เชิงความหมายใหม่^{[ 11 ]}การศึกษารอยโรคและภาพประสาทวิทยาแสดงให้เห็นว่าคอร์เทกซ์วงโคจรด้านหน้ามีหน้าที่ในการเข้ารหัสเบื้องต้น และกิจกรรมในคอร์เทกซ์หน้าผากด้านข้างซ้ายมีความสัมพันธ์กับการจัดระเบียบความหมายของข้อมูลที่เข้ารหัส^{[ 12 ]}

การเข้ารหัสเสียงคือการเข้ารหัสของแรงกระตุ้นทางการได้ยิน ตามที่ Baddeley กล่าว การประมวลผลข้อมูลทางการได้ยินได้รับความช่วยเหลือจากแนวคิดของวงจรเสียง ซึ่งช่วยให้ข้อมูลนำเข้าภายในหน่วยความจำเสียงสะท้อนของเราได้รับการฝึกฝนแบบไม่ใช้เสียงพูดเพื่ออำนวยความสะดวกในการจดจำ^{[ 4 ]} เมื่อเราได้ยินคำใด ๆ เราจะได้ยินโดยการฟังเสียงแต่ละเสียงทีละเสียง ดังนั้นความทรงจำของจุดเริ่มต้นของคำใหม่จะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำเสียงสะท้อนของเราจนกว่าเสียงทั้งหมดจะถูกรับรู้และจดจำว่าเป็นคำ^{[ 13 ]} การศึกษาชี้ให้เห็นว่าปัจจัยด้านคำศัพท์ ความหมาย และเสียงมีปฏิสัมพันธ์กันในหน่วยความจำใช้งานทางวาจา ผลกระทบของความคล้ายคลึงทางเสียง (PSE) จะถูกปรับเปลี่ยนโดยความชัดเจนของคำ สิ่งนี้เน้นย้ำว่าประสิทธิภาพของหน่วยความจำใช้งานทางวาจาไม่สามารถเกิดจากตัวแทนทางเสียงหรือทางอะคูสติกเพียงอย่างเดียว แต่ยังรวมถึงปฏิสัมพันธ์ของตัวแทนทางภาษาด้วย^{[ 14 ]}สิ่งที่ยังต้องพิจารณาคือ การแสดงแทนทางภาษาจะถูกแสดงออกมาในขณะที่เรียกคืนข้อมูลหรือไม่ หรือว่าวิธีการแสดงแทนที่ใช้ (เช่น การบันทึก วิดีโอ สัญลักษณ์ ฯลฯ) มีส่วนร่วมในบทบาทพื้นฐานมากขึ้นในการเข้ารหัสและการเก็บรักษาข้อมูลในความทรงจำหรือไม่^{[ 14 ]}สมองอาศัยการเข้ารหัสทางเสียง (หรือที่เรียกว่าการเข้ารหัสทางสัทวิทยา) เป็นหลักสำหรับการใช้ในหน่วยความจำระยะสั้น และอาศัยการเข้ารหัสทางความหมายเป็นหลักสำหรับการใช้ในหน่วยความจำระยะยาว^{[ 15 ] [ 16 ]}

การเข้ารหัสสัมผัสคือการประมวลผลและการเข้ารหัสว่าสิ่งใดรู้สึกอย่างไร โดยปกติผ่านทางการสัมผัส เซลล์ประสาทในคอร์เทกซ์รับความรู้สึกหลัก (S1) ตอบสนองต่อสิ่งเร้าแบบสั่นสะเทือนโดยการเปิดใช้งานพร้อมกันกับการสั่นสะเทือนแต่ละชุด^{[ 17 ]}กลิ่นและรสชาติก็อาจนำไปสู่การเข้ารหัสได้เช่นกัน

การเข้ารหัสเชิงองค์กรคือกระบวนการจัดประเภทข้อมูลที่ช่วยให้สามารถเชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่างลำดับของคำต่างๆ ได้

การเข้ารหัสเป็นเหตุการณ์ทางชีววิทยาที่เริ่มต้นด้วยการรับรู้ความรู้สึกที่รับรู้และโดดเด่นทั้งหมดจะเดินทางไปยังทาลามัสของสมอง ซึ่งความรู้สึกเหล่านี้จะถูกรวมเข้าเป็นประสบการณ์เดียว^{[ 18 ]}ฮิปโปแคมปัสมีหน้าที่ในการวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้และตัดสินใจในที่สุดว่าจะบันทึกข้อมูลเหล่านี้ไว้ในความทรงจำระยะยาวหรือไม่ ข้อมูลต่างๆ เหล่านี้จะถูกเก็บไว้ในส่วนต่างๆ ของสมอง อย่างไรก็ตาม วิธีการที่แน่นอนในการระบุและเรียกคืนข้อมูลเหล่านี้ในภายหลังยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 18 ]}

การเข้ารหัสเกิดขึ้นโดยใช้สารเคมีและไฟฟ้าผสมกัน สารสื่อประสาทจะถูกปล่อยออกมาเมื่อพัลส์ไฟฟ้าข้ามไซแนปส์ซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อจากเซลล์ประสาทไปยังเซลล์อื่น เดนไดรต์จะรับแรงกระตุ้นเหล่านี้ด้วยส่วนขยายคล้ายขนนก ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเสริมศักยภาพระยะยาวช่วยให้ไซแนปส์มีความแข็งแรงมากขึ้นเมื่อจำนวนสัญญาณที่ส่งผ่านระหว่างเซลล์ประสาททั้งสองเพิ่มขึ้น เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้นตัวรับ NMDAซึ่งมีอิทธิพลต่อการไหลของข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทโดยการควบคุมการเริ่มต้นของการเสริมศักยภาพระยะยาวในเส้นทางฮิปโปแคมปัสส่วนใหญ่ จำเป็นต้องเข้ามามีบทบาท เพื่อให้ตัวรับ NMDA เหล่านี้ถูกกระตุ้น ต้องมีเงื่อนไขสองประการ ประการแรกกลูตาเมตต้องถูกปล่อยออกมาและจับกับตำแหน่งตัวรับ NMDA บนเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์ ประการที่สอง การกระตุ้นต้องเกิดขึ้นในเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์^{[ 19 ]}เซลล์เหล่านี้ยังจัดระเบียบตัวเองเป็นกลุ่มที่เชี่ยวชาญในการประมวลผลข้อมูลประเภทต่างๆ ดังนั้น ด้วยประสบการณ์ใหม่ๆ สมองจึงสร้างการเชื่อมต่อมากขึ้นและอาจ 'ปรับโครงสร้างใหม่' สมองจะจัดระเบียบและปรับโครงสร้างตัวเองใหม่เพื่อตอบสนองต่อประสบการณ์ของแต่ละบุคคล โดยสร้างความทรงจำใหม่ที่เกิดจากประสบการณ์ การศึกษา หรือการฝึกฝน^{[ 18 ]}ดังนั้น การใช้งานสมองจึงสะท้อนให้เห็นถึงวิธีการจัดระเบียบของมัน^{[ 18 ]}ความสามารถในการปรับโครงสร้างใหม่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งหากส่วนใดส่วนหนึ่งของสมองได้รับความเสียหาย นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าสิ่งเร้าที่เราจำไม่ได้นั้นถูกกรองออกไปในขั้นตอนการรับรู้ทางประสาทสัมผัสหรือถูกกรองออกไปหลังจากที่สมองตรวจสอบความสำคัญของสิ่งเหล่านั้นแล้ว^{[ 18 ]}

การถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบโพซิตรอน (PET) แสดงให้เห็นแบบแผนทางกายวิภาคเชิงฟังก์ชันที่สอดคล้องกันของการกระตุ้นฮิปโปแคมปัสในระหว่างการเข้ารหัสและการเรียกคืนความทรงจำแบบเหตุการณ์ การกระตุ้นในบริเวณฮิปโปแคมปัสที่เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสความทรงจำแบบเหตุการณ์ได้รับการแสดงให้เห็นว่าเกิดขึ้นในส่วนด้านหน้าของบริเวณ ในขณะที่การกระตุ้นที่เกี่ยวข้องกับการเรียกคืนความทรงจำแบบเหตุการณ์เกิดขึ้นในส่วนด้านหลัง^{[ 20 ]}สิ่งนี้เรียกว่า แบบ จำลองการเข้ารหัสและการเรียกคืนความทรงจำของฮิปโปแคมปัสหรือแบบจำลอง HIPER

การศึกษาหนึ่งใช้ PET เพื่อวัดการไหลเวียนของเลือดในสมองระหว่างการเข้ารหัสและการจดจำใบหน้าในผู้เข้าร่วมทั้งวัยหนุ่มสาวและผู้สูงอายุ คนหนุ่มสาวแสดงให้เห็นการไหลเวียนของเลือดในสมองที่เพิ่มขึ้นในฮิปโปแคมปัสด้านขวาและคอร์เทกซ์พรีฟรอนทัลและเทมโพรัลด้านซ้ายระหว่างการเข้ารหัส และในคอร์เทกซ์พรีฟรอนทัลและพาไรเอทัลด้านขวาระหว่างการจดจำ^{[ 21 ]}ผู้สูงอายุไม่แสดงการกระตุ้นอย่างมีนัยสำคัญในบริเวณที่ถูกกระตุ้นในคนหนุ่มสาวระหว่างการเข้ารหัส อย่างไรก็ตาม พวกเขาแสดงการกระตุ้นพรีฟรอนทัลด้านขวาระหว่างการจดจำ^{[ 21 ]}ดังนั้นจึงอาจสรุปได้ว่าเมื่อเราอายุมากขึ้น ความทรงจำที่เสื่อมถอยอาจเป็นผลมาจากการไม่สามารถเข้ารหัสสิ่งเร้าได้อย่างเพียงพอ ดังที่แสดงให้เห็นในการขาดการกระตุ้นของคอร์เทกซ์และฮิปโปแคมปัสระหว่างกระบวนการเข้ารหัส^{[ 21 ]}

ผลการค้นพบล่าสุดในการศึกษาที่มุ่งเน้นผู้ป่วยที่มีภาวะความเครียดหลังเหตุการณ์สะเทือนใจแสดงให้เห็นว่าสารสื่อประสาทกรดอะมิโน ได้แก่ กลูตาเมตและ GABA มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในกระบวนการบันทึกความทรงจำเชิงข้อเท็จจริง และชี้ให้เห็นว่าสารสื่อประสาทอะมีน ได้แก่ นอร์เอพิเนฟริน-เอพิเนฟริน และเซโรโทนิน มีส่วนเกี่ยวข้องในการเข้ารหัสความทรงจำทางอารมณ์^{[ 22 ]}

กระบวนการเข้ารหัสยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าสำคัญได้ช่วยให้เข้าใจธรรมชาติของกลไกเหล่านี้มากขึ้น การเข้ารหัสเริ่มต้นจากสถานการณ์ใหม่ใดๆ ก็ตาม เนื่องจากสมองจะโต้ตอบและสรุปผลจากปฏิสัมพันธ์นี้ ประสบการณ์การเรียนรู้เหล่านี้เป็นที่ทราบกันดีว่ากระตุ้นให้เกิดเหตุการณ์ระดับโมเลกุลต่อเนื่องซึ่งนำไปสู่การสร้างความทรงจำ^{[ 23 ]}การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้รวมถึงการปรับเปลี่ยนไซแนปส์ประสาท การปรับเปลี่ยนโปรตีน การสร้าง ไซแนปส์ใหม่การกระตุ้นการแสดงออกของยีนและการสังเคราะห์โปรตีน ใหม่ การศึกษาหนึ่งพบว่าระดับอะเซทิลโคลีนในระบบประสาทส่วนกลางที่สูงในขณะตื่นช่วยในการเข้ารหัสความทรงจำใหม่ ในขณะที่ระดับอะเซทิลโคลีนที่ต่ำในระหว่างการนอนหลับแบบคลื่นช้าช่วยในการรวมความทรงจำ^{[ 24 ]}อย่างไรก็ตาม การเข้ารหัสสามารถเกิดขึ้นได้ในหลายระดับ ขั้นตอนแรกคือ การสร้าง ความทรงจำระยะสั้นตามด้วยการแปลงเป็นความทรงจำระยะยาวและจากนั้นเป็นกระบวนการรวมความทรงจำระยะยาว^{[ 25 ]}

ความยืดหยุ่นของไซแนปส์คือความสามารถของสมองในการเสริมสร้าง ลดทอน ทำลาย และสร้างไซแนปส์ประสาท และเป็นพื้นฐานของการเรียนรู้ ความแตกต่างระดับโมเลกุลเหล่านี้จะระบุและบ่งชี้ความแข็งแรงของการเชื่อมต่อประสาทแต่ละจุด ผลของประสบการณ์การเรียนรู้ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของประสบการณ์ดังกล่าว ปฏิกิริยาที่พึงประสงค์จะได้รับการเสริมแรง และปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์จะอ่อนลง สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าการปรับเปลี่ยนไซแนปส์ที่เกิดขึ้นสามารถทำงานได้ทั้งสองทาง เพื่อให้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาขึ้นอยู่กับสถานการณ์ปัจจุบันของสิ่งมีชีวิต ในระยะสั้น การเปลี่ยนแปลงของไซแนปส์อาจรวมถึงการเสริมสร้างหรือลดทอนการเชื่อมต่อโดยการปรับเปลี่ยนโปรตีนที่มีอยู่ก่อนแล้ว ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของการเชื่อมต่อไซแนปส์ ในระยะยาว อาจมีการสร้างการเชื่อมต่อใหม่ทั้งหมด หรือจำนวนไซแนปส์ในการเชื่อมต่ออาจเพิ่มขึ้นหรือลดลง^{[ 25 ]}

การเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีระยะสั้นที่สำคัญคือการดัดแปลงโควาเลนต์ของโปรตีนที่มีอยู่แล้วเพื่อปรับเปลี่ยนการเชื่อมต่อไซแนปส์ที่ทำงานอยู่แล้ว ซึ่งช่วยให้สามารถส่งข้อมูลได้ในระยะสั้นโดยไม่ต้องรวมอะไรไว้สำหรับการจัดเก็บถาวร จากนั้นความทรงจำหรือความสัมพันธ์อาจถูกเลือกให้กลายเป็นความทรงจำระยะยาว หรือถูกลืมไปเมื่อการเชื่อมต่อไซแนปส์อ่อนลงในที่สุด การเปลี่ยนจากระยะสั้นเป็นระยะยาวนั้นเหมือนกันทั้งในส่วนของความทรงจำโดยปริยายและความทรงจำโดยชัดแจ้งกระบวนการนี้ถูกควบคุมโดยข้อจำกัดการยับยั้งหลายประการ โดยหลักคือความสมดุลระหว่างการฟอสโฟรีเลชันและการดีฟอสโฟรีเลชันของโปรตีน^{[ 25 ]}ในที่สุด การเปลี่ยนแปลงระยะยาวจะเกิดขึ้นซึ่งช่วยให้สามารถรวมความทรงจำเป้าหมายได้ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้รวมถึงการสังเคราะห์โปรตีนใหม่ การสร้างการเชื่อมต่อไซแนปส์ใหม่ และสุดท้ายคือการกระตุ้นการแสดงออกของยีนตามโครงสร้างประสาทใหม่^{[ 26 ]} พบว่ากระบวนการเข้ารหัสได้รับการไกล่เกลี่ยบางส่วนโดยอินเตอร์นิวรอนเซโรโทเนอร์จิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวกับความไว เนื่องจากหากปิดกั้นอินเตอร์นิวรอนเหล่านี้ ความไวจะไม่เกิดขึ้นเลย อย่างไรก็ตาม ผลที่ตามมาขั้นสุดท้ายของการค้นพบเหล่านี้ยังไม่ได้รับการระบุ นอกจากนี้ เป็นที่ทราบกันดีว่ากระบวนการเรียนรู้จะดึงดูดสารสื่อประสาทปรับเปลี่ยนหลายชนิดเพื่อสร้างและรวมความทรงจำ สารสื่อประสาทเหล่านี้ทำให้แกนกลางเริ่มต้นกระบวนการที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของเซลล์ประสาทและความทรงจำระยะยาว ทำเครื่องหมายไซแนปส์เฉพาะสำหรับการจับกระบวนการระยะยาว ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนในท้องถิ่น และดูเหมือนว่าจะไกล่เกลี่ยกระบวนการความสนใจที่จำเป็นสำหรับการสร้างและการเรียกคืนความทรงจำด้วย

เป็นที่ทราบกันดีว่าความทรงจำของมนุษย์ รวมถึงกระบวนการเข้ารหัส เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ถูกควบคุมโดยยีนมากกว่าหนึ่งยีน อันที่จริง การศึกษาแฝดชี้ให้เห็นว่าความแตกต่างทางพันธุกรรมมีส่วนรับผิดชอบต่อความแปรปรวนมากถึง 50% ในงานที่เกี่ยวข้องกับความทรงจำ^{[ 23 ]} โปรตีนที่ระบุในการศึกษาในสัตว์มีความเชื่อมโยงโดยตรงกับปฏิกิริยาระดับโมเลกุลที่นำไปสู่การสร้างความทรงจำ และโปรตีนจำนวนมากเหล่านี้ถูกเข้ารหัสโดยยีนที่แสดงออกในมนุษย์เช่นกัน อันที่จริง ความแปรผันภายในยีนเหล่านี้ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับความสามารถในการจดจำและได้รับการระบุในการศึกษาทางพันธุกรรมของมนุษย์เมื่อเร็ว ๆ นี้^{[ 23 ]}

แนวคิดที่ว่าสมองถูกแบ่งออกเป็นสองเครือข่ายการประมวลผลที่เสริมกัน ( เครือ ข่ายงานเชิงบวกและเครือข่ายงานเชิงลบ ) ได้กลายเป็นประเด็นที่ได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้นในปัจจุบัน เครือข่ายงานเชิงบวกเกี่ยวข้องกับการประมวลผลที่มุ่งเน้นภายนอก ในขณะที่เครือข่ายงานเชิงลบเกี่ยวข้องกับการประมวลผลที่มุ่งเน้นภายใน งานวิจัยชี้ให้เห็นว่าเครือข่ายเหล่านี้ไม่ได้แยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง และบางงานก็มีการทำงานที่ทับซ้อนกัน การศึกษาที่ทำในปี 2009 แสดงให้เห็นว่าความสำเร็จในการเข้ารหัสและกิจกรรมการตรวจจับสิ่งใหม่ภายในเครือข่ายงานเชิงบวกมีการทับซ้อนกันอย่างมีนัยสำคัญ และจึงสรุปได้ว่าสะท้อนถึงความสัมพันธ์ร่วมกันของการประมวลผลที่มุ่งเน้นภายนอก^{[ 27 ]}นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าความล้มเหลวในการเข้ารหัสและความสำเร็จในการดึงข้อมูลมีการทับซ้อนกันอย่างมีนัยสำคัญภายในเครือข่ายงานเชิงลบ ซึ่งบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์ร่วมกันของการประมวลผลที่มุ่งเน้นภายใน^{[ 27 ]}สุดท้าย ระดับการทับซ้อนที่ต่ำระหว่างความสำเร็จในการเข้ารหัสและกิจกรรมความสำเร็จในการดึงข้อมูล และระหว่างความล้มเหลวในการเข้ารหัสและกิจกรรมการตรวจจับสิ่งใหม่ตามลำดับ บ่งชี้ถึงโหมดการประมวลผลที่ตรงกันข้าม^{[ 27 ]}โดยสรุปแล้ว เครือข่ายงานเชิงบวกและเครือข่ายงานเชิงลบสามารถมีความสัมพันธ์ร่วมกันได้ในระหว่างการปฏิบัติงานที่แตกต่างกัน

ระดับการประมวลผลที่แตกต่างกันส่งผลต่อความสามารถในการจดจำข้อมูล แนวคิดนี้ได้รับการนำเสนอครั้งแรกโดย Craik และ Lockhart (1972) พวกเขากล่าวว่าระดับการประมวลผลข้อมูลขึ้นอยู่กับความลึกของการประมวลผลข้อมูล โดยหลักๆ แล้วคือการประมวลผลแบบตื้นและการประมวลผลแบบลึก ตามที่ Craik และ Lockhart กล่าว การเข้ารหัสข้อมูลทางประสาทสัมผัสถือเป็นการประมวลผลแบบตื้น เนื่องจากเป็นไปโดยอัตโนมัติสูงและต้องการสมาธิเพียงเล็กน้อย การประมวลผลในระดับที่ลึกกว่านั้นต้องการความสนใจต่อสิ่งเร้ามากขึ้นและเกี่ยวข้องกับระบบการรับรู้มากขึ้นในการเข้ารหัสข้อมูล ข้อยกเว้นสำหรับการประมวลผลแบบลึกคือ หากบุคคลนั้นได้รับสิ่งเร้าบ่อยครั้งและสิ่งนั้นกลายเป็นเรื่องปกติในชีวิตของบุคคลนั้น เช่น ชื่อของบุคคลนั้น^{[ 28 ]}ระดับการประมวลผลเหล่านี้สามารถแสดงให้เห็นได้ด้วยการบำรุงรักษาและการทบทวนอย่างละเอียด

การทบทวนแบบรักษาความจำ (Maintenance rehearsal)เป็นรูปแบบการประมวลผลข้อมูลแบบตื้นๆ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจดจ่ออยู่กับวัตถุโดยไม่ต้องคิดถึงความหมายหรือความสัมพันธ์กับวัตถุอื่นๆ ตัวอย่างเช่น การท่องจำตัวเลขซ้ำๆ ถือเป็นรูปแบบหนึ่งของการทบทวนแบบรักษาความจำ ในทางตรงกันข้ามการทบทวนแบบขยายความหรือแบบสัมพันธ์ (elaborative or relational rehearsal)เป็นกระบวนการที่คุณเชื่อมโยงข้อมูลใหม่กับข้อมูลที่เก็บไว้ในความจำระยะยาวแล้ว เป็นรูปแบบการประมวลผลข้อมูลแบบลึก และเกี่ยวข้องกับการคิดถึงความหมายของวัตถุ รวมถึงการสร้างความเชื่อมโยงระหว่างวัตถุ ประสบการณ์ในอดีต และวัตถุอื่นๆ ที่ให้ความสนใจ ยกตัวอย่างเช่น ตัวเลข เราอาจเชื่อมโยงตัวเลขเหล่านั้นกับวันที่ที่มีความสำคัญส่วนตัว เช่น วันเกิดของพ่อแม่ (ประสบการณ์ในอดีต) หรือบางทีเราอาจเห็นรูปแบบในตัวเลขที่ช่วยให้เราจำได้^{[ 29 ]}

เนื่องจากการประมวลผลในระดับที่ลึกกว่าที่เกิดขึ้นกับการฝึกซ้อมแบบละเอียด ทำให้การฝึกซ้อมแบบรักษาความจำมีประสิทธิภาพมากกว่าการฝึกซ้อมแบบรักษาความจำในการสร้างความทรงจำใหม่^{[ 29 ]}สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการที่ผู้คนขาดความรู้เกี่ยวกับรายละเอียดของสิ่งของในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาหนึ่งที่ถามชาวอเมริกันเกี่ยวกับทิศทางของใบหน้าบนเหรียญเพนนีของประเทศ มีเพียงไม่กี่คนที่จำได้ด้วยความมั่นใจ แม้ว่าจะเป็นรายละเอียดที่พบเห็นได้บ่อย แต่ก็จำไม่ได้เพราะไม่จำเป็นต้องจำ เนื่องจากสีสามารถแยกแยะเหรียญเพนนีออกจากเหรียญอื่นได้^{[ 30 ]}ความไม่มีประสิทธิภาพของการฝึกซ้อมแบบรักษาความจำ ซึ่งก็คือการสัมผัสกับสิ่งของซ้ำๆ ในการสร้างความทรงจำ ยังพบได้จากการที่ผู้คนจำเค้าโครงของตัวเลข 0-9 บนเครื่องคิดเลขและโทรศัพท์ไม่ได้^{[ 31 ]}

การฝึกซ้อมเพื่อการบำรุงรักษาได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญต่อการเรียนรู้ แต่ผลของมันสามารถแสดงให้เห็นได้โดยใช้วิธีการทางอ้อม เช่นงานตัดสินใจเกี่ยวกับคำศัพท์ [ ^{32 ] และ}การเติมคำจากรากศัพท์^{[ 33 ]}ซึ่งใช้ในการประเมินการเรียนรู้โดยปริยาย อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไป การเรียนรู้ก่อนหน้านี้โดยการฝึกซ้อมเพื่อการบำรุงรักษาจะไม่ปรากฏชัดเมื่อมีการทดสอบความจำโดยตรงหรือโดยชัดแจ้งด้วยคำถามเช่น "นี่คือคำที่คุณเห็นก่อนหน้านี้หรือไม่"

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเจตนาที่จะเรียนรู้ไม่มีผลโดยตรงต่อการเข้ารหัสความจำ แต่การเข้ารหัสความจำขึ้นอยู่กับว่าแต่ละรายการได้รับการเข้ารหัสอย่างลึกซึ้งเพียงใด ซึ่งอาจได้รับผลกระทบจากเจตนาที่จะเรียนรู้ แต่ไม่ใช่เพียงอย่างเดียว กล่าวคือ เจตนาที่จะเรียนรู้สามารถนำไปสู่กลยุทธ์การเรียนรู้ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และส่งผลให้การเข้ารหัสความจำดีขึ้น แต่หากบุคคลเรียนรู้บางสิ่งโดยบังเอิญ (เช่น โดยไม่มีเจตนาที่จะเรียนรู้) แต่ยังคงประมวลผลและเรียนรู้ข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ข้อมูลนั้นก็จะถูกเข้ารหัสได้ดีเช่นเดียวกับสิ่งที่เรียนรู้ด้วยเจตนา^{[ 34 ]}

ผลของการฝึกทบทวนอย่างละเอียดหรือการประมวลผลเชิงลึกสามารถเกิดจากจำนวนการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นระหว่างการเข้ารหัส ซึ่งจะเพิ่มจำนวนเส้นทางที่มีให้สำหรับการเรียกคืน^{[ 35 ]}

การจัดระเบียบเป็นกุญแจสำคัญในการเข้ารหัสความจำ นักวิจัยค้นพบว่าจิตใจของเราจัดระเบียบข้อมูลโดยธรรมชาติหากข้อมูลที่ได้รับไม่ได้ถูกจัดระเบียบ^{[ 36 ]}วิธีหนึ่งตามธรรมชาติในการจัดระเบียบข้อมูลคือผ่านลำดับชั้น^{[ 36 ]}ตัวอย่างเช่น การจัดกลุ่มสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์เลื้อยคลาน และสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก เป็นลำดับชั้นของอาณาจักรสัตว์^{[ 36 ]}

ความลึกของการประมวลผลยังเกี่ยวข้องกับการจัดระเบียบข้อมูลด้วย ตัวอย่างเช่น การเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นระหว่างรายการที่ต้องจดจำ รายการที่ต้องจดจำอื่นๆ ประสบการณ์ก่อนหน้า และบริบท จะสร้างเส้นทางการเรียกคืนสำหรับรายการที่ต้องจดจำ และสามารถทำหน้าที่เป็นเบาะแสในการเรียกคืนได้ การเชื่อมต่อเหล่านี้สร้างการจัดระเบียบให้กับรายการที่ต้องจดจำ ทำให้จดจำได้ง่ายขึ้น^{[ 37 ]}

อีกวิธีหนึ่งที่ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเข้ารหัสคือการเชื่อมโยงภาพกับคำ กอร์ดอน โบเวอร์และเดวิด วินเซนซ์ (1970) ได้สาธิตการใช้ภาพและการเข้ารหัสในการวิจัยของพวกเขาในขณะที่ใช้การเรียนรู้แบบจับคู่ นักวิจัยให้รายการคำคู่ 15 คู่แก่ผู้เข้าร่วม โดยแสดงคำคู่แต่ละคู่ให้ผู้เข้าร่วมแต่ละคนดูเป็นเวลา 5 วินาที กลุ่มหนึ่งได้รับคำสั่งให้สร้างภาพในใจของคำสองคำในแต่ละคู่โดยที่สิ่งของทั้งสองมีปฏิสัมพันธ์กัน อีกกลุ่มหนึ่งได้รับคำสั่งให้ใช้การทบทวนแบบรักษาความจำเพื่อจดจำข้อมูล เมื่อผู้เข้าร่วมได้รับการทดสอบในภายหลังและถูกขอให้ระลึกถึงคำที่สองในแต่ละคู่คำ นักวิจัยพบว่าผู้ที่สร้างภาพในใจของสิ่งของที่มีปฏิสัมพันธ์กันสามารถจดจำคำคู่ได้มากกว่าผู้ที่ใช้การทบทวนแบบรักษาความจำถึงสองเท่า^{[ 38 ]}  

เมื่อท่องจำเนื้อหาง่ายๆ เช่น รายการคำศัพท์ กลยุทธ์ช่วยจำอาจเป็นกลยุทธ์ที่ดีที่สุด ในขณะที่ "เนื้อหาที่อยู่ในหน่วยความจำระยะยาวอยู่แล้วจะไม่ได้รับผลกระทบ" ^{[ 39 ]}กลยุทธ์ช่วยจำเป็นตัวอย่างของการค้นหาการจัดระเบียบภายในชุดของรายการต่างๆ ซึ่งช่วยให้จดจำรายการเหล่านั้นได้ ในกรณีที่ไม่มีการจัดระเบียบที่ชัดเจนภายในกลุ่ม การจัดระเบียบสามารถทำได้โดยให้ผลลัพธ์ที่ช่วยเพิ่มความจำเช่นเดียวกัน ตัวอย่างของกลยุทธ์ช่วยจำที่กำหนดการจัดระเบียบคือระบบคำเชื่อมโยงซึ่งเชื่อมโยงรายการที่ต้องจำกับรายการของรายการที่จำได้ง่าย อีกตัวอย่างหนึ่งของเครื่องมือช่วยจำที่ใช้กันทั่วไปคือระบบตัวอักษรตัวแรกของทุกคำหรือคำย่อเมื่อเรียนรู้สีในรุ้งนักเรียนส่วนใหญ่จะเรียนรู้ตัวอักษรตัวแรกของทุกสีและกำหนดความหมายของตนเองโดยเชื่อมโยงกับชื่อ เช่น Roy. G. Biv ซึ่งย่อมาจาก สีแดง สีส้ม สีเหลือง สีเขียว สีน้ำเงิน สีคราม สีม่วง ด้วยวิธีนี้ อุปกรณ์ช่วยจำไม่เพียงแต่ช่วยในการเข้ารหัสรายการเฉพาะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลำดับของรายการเหล่านั้นด้วย สำหรับแนวคิดที่ซับซ้อนกว่านั้น ความเข้าใจเป็นกุญแจสำคัญในการจดจำ ในการศึกษาที่ดำเนินการโดย Wiseman และ Neisser ในปี 1974 พวกเขานำเสนอภาพแก่ผู้เข้าร่วม (ภาพนั้นเป็นภาพสุนัขดัลเมเชียนในรูปแบบจุดสีทำให้มองเห็นภาพได้ยาก) ^{[ 40 ]}พวกเขาพบว่าความจำเกี่ยวกับภาพนั้นดีขึ้นหากผู้เข้าร่วมเข้าใจสิ่งที่แสดงอยู่ในภาพ

การแบ่งกลุ่มข้อมูลเป็นกลยุทธ์ความจำที่ใช้เพื่อเพิ่มปริมาณข้อมูลที่เก็บไว้ในหน่วยความจำระยะสั้นให้มากที่สุด เพื่อรวมข้อมูลเหล่านั้นเข้าเป็นส่วนเล็กๆ ที่มีความหมาย โดยการจัดระเบียบวัตถุเป็นส่วนๆ ที่มีความหมาย ส่วนเหล่านั้นจะถูกจดจำในฐานะหน่วยเดียวกัน แทนที่จะเป็นวัตถุที่แยกจากกัน เมื่อมีการวิเคราะห์ส่วนที่ใหญ่ขึ้นและสร้างการเชื่อมต่อ ข้อมูลจะถูกถักทอเข้ากับความสัมพันธ์ที่มีความหมายและรวมเข้าเป็นข้อมูลที่น้อยลง แต่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีความสำคัญมากขึ้น การทำเช่นนี้จะช่วยเพิ่มความสามารถในการเก็บข้อมูลในหน่วยความจำระยะสั้นได้มากขึ้น^{[ 41 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การใช้การแบ่งกลุ่มข้อมูลจะช่วยเพิ่มการเรียกคืนข้อมูลจาก 5 ถึง 8 รายการเป็น 20 รายการหรือมากกว่านั้น เมื่อมีการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างรายการเหล่านี้^{[ 41 ]}

คำเป็นตัวอย่างของการแบ่งกลุ่มข้อมูล โดยแทนที่จะรับรู้เพียงตัวอักษร เราจะรับรู้และจดจำกลุ่มข้อมูลที่มีความหมาย: คำ การใช้การแบ่งกลุ่มข้อมูลช่วยเพิ่มจำนวนรายการที่เราสามารถจดจำได้โดยการสร้าง "แพ็กเก็ต" ที่มีความหมาย ซึ่งรายการที่เกี่ยวข้องหลายรายการจะถูกจัดเก็บไว้เป็นหนึ่งเดียว การใช้การแบ่งกลุ่มข้อมูลยังพบได้ในตัวเลข รูปแบบหนึ่งของการแบ่งกลุ่มข้อมูลที่พบได้บ่อยที่สุดในชีวิตประจำวันคือหมายเลขโทรศัพท์ โดยทั่วไปแล้ว หมายเลขโทรศัพท์จะถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ ตัวอย่างเช่น 909 200 5890 ซึ่งตัวเลขจะถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเดียว การจัดกลุ่มตัวเลขในลักษณะนี้ทำให้สามารถจดจำได้ง่ายขึ้นเนื่องจากมีความคุ้นเคยที่เข้าใจได้^{[ 42 ]}

เพื่อการเข้ารหัสที่ดีที่สุด การเชื่อมต่อไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะระหว่างตัวรายการเองกับประสบการณ์ในอดีตเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นระหว่างสภาวะภายในหรืออารมณ์ของผู้เข้ารหัสกับสถานการณ์ที่พวกเขากำลังเผชิญอยู่ด้วย การเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นระหว่างสภาวะภายในของผู้เข้ารหัสหรือสถานการณ์กับรายการที่จะต้องจดจำนั้นขึ้นอยู่กับสภาวะ ในการศึกษาในปี 1975 โดย Godden และ Baddeley ได้แสดงให้เห็นถึงผลของการเรียนรู้ที่ขึ้นอยู่กับสภาวะ พวกเขาขอให้นักดำน้ำลึกเรียนรู้เนื้อหาต่างๆ ขณะอยู่ใต้น้ำหรือบนฝั่งสระน้ำ พวกเขาพบว่าผู้ที่ได้รับการทดสอบในสภาพเดียวกับที่พวกเขาเรียนรู้ข้อมูลนั้นสามารถจดจำข้อมูลนั้นได้ดีกว่า กล่าวคือ ผู้ที่เรียนรู้เนื้อหาใต้น้ำทำได้ดีกว่าเมื่อได้รับการทดสอบเนื้อหานั้นใต้น้ำมากกว่าเมื่อได้รับการทดสอบบนบก บริบทได้กลายเป็นสิ่งที่เชื่อมโยงกับเนื้อหาที่พวกเขากำลังพยายามจดจำและดังนั้นจึงทำหน้าที่เป็นเบาะแสในการเรียกคืน^{[ 43 ]}ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันนี้ยังพบได้เมื่อมีกลิ่นบางอย่างอยู่ในการเข้ารหัส^{[ 44 ]}

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าสภาพแวดล้อมภายนอกจะมีความสำคัญในช่วงเวลาของการเข้ารหัสในการสร้างเส้นทางหลายเส้นทางสำหรับการเรียกคืนข้อมูล แต่การศึกษาอื่นๆ ได้แสดงให้เห็นว่าการสร้างสถานะภายในแบบเดียวกันกับที่มีอยู่ในช่วงเวลาของการเข้ารหัสก็เพียงพอที่จะทำหน้าที่เป็นเบาะแสในการเรียกคืนข้อมูลได้^{[ 45 ]}ดังนั้น การมีสภาพจิตใจแบบเดียวกันกับที่มีอยู่ในช่วงเวลาของการเข้ารหัสจะช่วยในการเรียกคืนข้อมูลในลักษณะเดียวกับการอยู่ในสถานการณ์เดียวกันที่ช่วยในการเรียกคืนข้อมูล ผลกระทบนี้เรียกว่าการฟื้นฟูบริบท ซึ่งแสดงให้เห็นโดย Fisher และ Craik ในปี 1977 เมื่อพวกเขาจับคู่เบาะแสในการเรียกคืนข้อมูลกับวิธีการจดจำข้อมูล^{[ 46 ]}

การประมวลผลที่เหมาะสมกับการถ่ายโอนเป็นกลยุทธ์สำหรับการเข้ารหัสที่นำไปสู่การเรียกคืนข้อมูลที่ประสบความสำเร็จ การทดลองที่ดำเนินการโดยมอร์ริสและเพื่อนร่วมงานในปี 1977 พิสูจน์แล้วว่าการเรียกคืนข้อมูลที่ประสบความสำเร็จเป็นผลมาจากการจับคู่ประเภทของการประมวลผลที่ใช้ระหว่างการเข้ารหัส^{[ 41 ]}ในระหว่างการทดลอง ผลการค้นพบหลักของพวกเขาคือความสามารถของแต่ละบุคคลในการเรียกคืนข้อมูลได้รับอิทธิพลอย่างมากจากว่างานในระหว่างการเข้ารหัสตรงกับงานในระหว่างการเรียกคืนข้อมูลหรือไม่ ในงานแรกซึ่งประกอบด้วยกลุ่มคำคล้องจอง ผู้เข้าร่วมการทดลองได้รับคำเป้าหมาย จากนั้นถูกขอให้ทบทวนชุดคำที่แตกต่างกัน ในระหว่างกระบวนการนี้ พวกเขาถูกถามว่าคำใหม่คล้องจองกับคำเป้าหมายหรือไม่ พวกเขามุ่งเน้นไปที่การคล้องจองมากกว่าความหมายที่แท้จริงของคำ ในงานที่สอง ผู้เข้าร่วมการทดลองได้รับคำเป้าหมายเช่นกัน ตามด้วยชุดคำใหม่ แทนที่จะระบุคำที่คล้องจองกัน ผู้เข้าร่วมการทดลองจะต้องมุ่งเน้นไปที่ความหมายมากกว่า จากการศึกษาพบว่า กลุ่มที่เน้นการสัมผัสคล้องจอง สามารถจดจำคำศัพท์ได้มากกว่ากลุ่มที่เน้นความหมายเพียงอย่างเดียว^{[ 41 ]}การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่า ผู้ที่เน้นการสัมผัสคล้องจองในส่วนแรกของงานและส่วนที่สอง สามารถเข้ารหัสได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น^{[ 41 ]}ในกระบวนการประมวลผลที่เหมาะสมกับการถ่ายโอน การเข้ารหัสเกิดขึ้นในสองขั้นตอนที่แตกต่างกัน ซึ่งช่วยแสดงให้เห็นว่าสิ่งเร้าได้รับการประมวลผลอย่างไร ในขั้นตอนแรก การเปิดรับสิ่งเร้าจะถูกจัดการในลักษณะที่ตรงกับสิ่งเร้า ขั้นตอนที่สองจะดึงข้อมูลจากสิ่งที่เกิดขึ้นในขั้นตอนแรกและวิธีการนำเสนอสิ่งเร้ามาใช้ ซึ่งจะตรงกับงานในระหว่างการเข้ารหัส

บริบทของการเรียนรู้กำหนดวิธีการเข้ารหัสข้อมูล^{[ 47 ]}ตัวอย่างเช่น Kanizsa ในปี 1979 ได้แสดงภาพที่สามารถตีความได้ว่าเป็นแจกันสีขาวบนพื้นหลังสีดำหรือใบหน้า 2 ใบที่หันหน้าเข้าหากันบนพื้นหลังสีขาว^{[ 48 ]}ผู้เข้าร่วมถูกกระตุ้นให้เห็นแจกัน ต่อมาพวกเขาได้เห็นภาพนั้นอีกครั้ง แต่คราวนี้พวกเขาถูกกระตุ้นให้เห็นใบหน้าสีดำบนพื้นหลังสีขาว แม้ว่าจะเป็นภาพเดียวกันกับที่พวกเขาเคยเห็นมาก่อน แต่เมื่อถามว่าพวกเขาเคยเห็นภาพนี้มาก่อนหรือไม่ พวกเขาตอบว่าไม่ เหตุผลก็คือพวกเขาถูกกระตุ้นให้เห็นแจกันในครั้งแรกที่แสดงภาพ และด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถจดจำได้ในครั้งที่สองว่าเป็นใบหน้า 2 ใบ นี่แสดงให้เห็นว่าสิ่งเร้าเป็นที่เข้าใจได้ภายในบริบทที่เรียนรู้ เช่นเดียวกับกฎทั่วไปที่ว่าสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นการเรียนรู้ที่ดีอย่างแท้จริงคือการทดสอบที่ทดสอบสิ่งที่ได้เรียนรู้ในลักษณะเดียวกับที่เรียนรู้^{[ 48 ]}ดังนั้น เพื่อให้จดจำข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างแท้จริง เราต้องพิจารณาถึงความต้องการที่การเรียกคืนในอนาคตจะกำหนดให้กับข้อมูลนี้ และศึกษาในลักษณะที่ตรงกับความต้องการเหล่านั้น

หลักการอีกประการหนึ่งที่อาจมีศักยภาพในการช่วยในการเข้ารหัสคือเอฟเฟกต์การสร้าง เอฟเฟกต์การสร้างหมายความว่าการเรียนรู้จะดีขึ้นเมื่อบุคคลสร้างข้อมูลหรือรายการด้วยตนเองแทนที่จะอ่านเนื้อหา^{[ 49 ]}กุญแจสำคัญในการประยุกต์ใช้เอฟเฟกต์การสร้างอย่างถูกต้องคือการสร้างข้อมูล แทนที่จะเลือกจากข้อมูลที่มีอยู่แล้วอย่าง passively เช่น การเลือกคำตอบจากคำถามแบบเลือกตอบ^{[ 50 ]}ในปี 1978 นักวิจัย Slameka และ Graf ได้ทำการทดลองเพื่อทำความเข้าใจเอฟเฟกต์นี้ให้ดียิ่งขึ้น^{[ 51 ]}ในการทดลองนี้ ผู้เข้าร่วมถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม คือกลุ่มอ่านและกลุ่มสร้าง^{[ 51 ]}ผู้เข้าร่วมที่อยู่ในกลุ่มอ่าน ถูกขอให้อ่านรายการคำคู่ที่เกี่ยวข้องกัน เช่น horse-saddle ^{[ 51 ]}ผู้เข้าร่วมที่อยู่ในกลุ่มสร้างถูกขอให้เติมตัวอักษรในช่องว่างของคำที่เกี่ยวข้องคำใดคำหนึ่งในคู่^{[ 51 ]}กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากผู้เข้าร่วมได้รับคำว่าhorseพวกเขาจะต้องเติมตัวอักษร 4 ตัวสุดท้ายของคำว่าsaddleนักวิจัยพบว่ากลุ่มที่ถูกขอให้เติมช่องว่างมีความสามารถในการจดจำคู่คำเหล่านี้ได้ดีกว่ากลุ่มที่ถูกขอให้จำคู่คำเหล่านั้นเฉยๆ^{[ 49 ]}

งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าผลกระทบจากการอ้างอิงตนเองช่วยในการเข้ารหัส^{[ 52 ]}ผลกระทบจากการอ้างอิงตนเองคือแนวคิดที่ว่าบุคคลจะเข้ารหัสข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นหากพวกเขาสามารถเชื่อมโยงกับข้อมูลนั้นได้ด้วยตนเอง^{[ 53 ]}ตัวอย่างเช่น บางคนอาจอ้างว่าวันเกิดของสมาชิกในครอบครัวและเพื่อนบางคนจำได้ง่ายกว่าวันเกิดอื่นๆ นักวิจัยบางคนอ้างว่านี่อาจเป็นเพราะผลกระทบจากการอ้างอิงตนเอง^{[ 53 ]}ตัวอย่างเช่น วันเกิดบางวันจะจำได้ ง่ายกว่าสำหรับบุคคล หากวันนั้นใกล้เคียงกับวันเกิดของตนเองหรือวันสำคัญอื่นๆ ที่พวกเขามองว่าสำคัญ เช่น วันครบรอบ^{[ 53 ]}

งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าหลังจากได้รับการเข้ารหัสแล้ว ผลของการอ้างอิงตนเองจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการเข้ารหัสเชิงความหมายเมื่อพูดถึงการเรียกคืนความทรงจำ^{[ 54 ]}นักวิจัยพบว่าผลของการอ้างอิงตนเองมักเกิดขึ้นควบคู่ไปกับการทบทวนอย่างละเอียด^{[ 54 ]}การทบทวนอย่างละเอียดมักพบว่ามีความสัมพันธ์เชิงบวกกับการปรับปรุงการดึงข้อมูลจากความทรงจำ^{[ 1 ]}ผลของการอ้างอิงตนเองแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อดึงข้อมูลหลังจากได้รับการเข้ารหัสแล้ว เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการอื่น ๆ เช่น การเข้ารหัสเชิงความหมาย^{[ 54 ]}นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการศึกษาได้สรุปว่าผลของการอ้างอิงตนเองสามารถใช้ในการเข้ารหัสข้อมูลได้ในทุกช่วงอายุ^{[ 55 ]}อย่างไรก็ตาม พวกเขาได้กำหนดว่าผู้สูงอายุมีข้อจำกัดในการใช้ผลของการอ้างอิงตนเองมากกว่าเมื่อทดสอบกับผู้ใหญ่ที่อายุน้อยกว่า^{[ 55 ]}

เมื่อสิ่งใดสิ่งหนึ่งหรือแนวคิดใดถูกพิจารณาว่า "โดดเด่น" หมายความว่าสิ่งนั้นหรือแนวคิดนั้นปรากฏให้เห็นได้อย่างชัดเจน^{[ 56 ]}เมื่อข้อมูลโดดเด่น ข้อมูลนั้นอาจถูกเข้ารหัสในหน่วยความจำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าหากข้อมูลนั้นไม่โดดเด่นสำหรับผู้เรียน^{[ 57 ]}ในแง่ของการเข้ารหัส เหตุการณ์ใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับการอยู่รอดอาจถูกพิจารณาว่าโดดเด่น งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าการอยู่รอดอาจเกี่ยวข้องกับผลกระทบของการอ้างอิงตนเองเนื่องจากกลไกวิวัฒนาการ^{[ 58 ]}นักวิจัยค้นพบว่าแม้แต่คำที่มีคุณค่าในการอยู่รอดสูงก็ยังถูกเข้ารหัสได้ดีกว่าคำที่มีคุณค่าในการอยู่รอดต่ำกว่า^{[ 59 ] [ 60 ]}งานวิจัยบางชิ้นสนับสนุนวิวัฒนาการ โดยอ้างว่าเผ่าพันธุ์มนุษย์จดจำเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับการอยู่รอดได้^{[ 59 ]}นักวิจัยบางคนต้องการตรวจสอบด้วยตนเองว่าผลการค้นพบของงานวิจัยอื่นๆ นั้นถูกต้องหรือไม่^{[ 60 ]}นักวิจัยจึงตัดสินใจทำการทดลองซ้ำโดยได้ผลลัพธ์ที่สนับสนุนแนวคิดที่ว่าเนื้อหาเกี่ยวกับการอยู่รอดถูกเข้ารหัสได้ดีกว่าเนื้อหาอื่นๆ^{[ 60 ]}ผลการทดลองยังชี้ให้เห็นเพิ่มเติมว่าเนื้อหาเกี่ยวกับการอยู่รอดมีข้อได้เปรียบในการเข้ารหัสสูงกว่าเนื้อหาประเภทอื่น^{[ 60 ]}

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มการเข้ารหัสระหว่างกระบวนการเรียนรู้คือการสร้างและทำการทดสอบฝึกหัด การใช้การเรียกคืนข้อมูลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเรียกว่าผลของการทดสอบ เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการสร้างและสร้างเนื้อหาที่ตั้งใจจะเรียนรู้ขึ้นใหม่และเพิ่มการสัมผัสกับเนื้อหานั้น นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการเชื่อมโยงข้อมูลใหม่กับข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในหน่วยความจำแล้ว เนื่องจากมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดระหว่างการเข้ารหัสและการเรียกคืนข้อมูล ดังนั้น การสร้างแบบทดสอบฝึกหัดช่วยให้บุคคลสามารถประมวลผลข้อมูลในระดับที่ลึกกว่าการอ่านเนื้อหาซ้ำอีกครั้งหรือใช้แบบทดสอบที่ทำไว้ล่วงหน้า^{[ 61 ]}ประโยชน์ของการใช้การฝึกเรียกคืนข้อมูลได้รับการพิสูจน์แล้วในการศึกษาที่ทำกับนักศึกษาวิทยาลัย โดยให้พวกเขาอ่านข้อความเป็นเวลาเจ็ดนาที จากนั้นให้พักสองนาที ซึ่งพวกเขาทำโจทย์คณิตศาสตร์ กลุ่มหนึ่งได้รับเวลาเจ็ดนาทีในการเขียนข้อความลงไปให้มากที่สุดเท่าที่จะจำได้ ในขณะที่อีกกลุ่มหนึ่งได้รับเวลาอีกเจ็ดนาทีในการอ่านเนื้อหาซ้ำ ต่อมาผู้เข้าร่วมทั้งหมดได้รับการทดสอบการเรียกคืนข้อมูลในช่วงเวลาต่างๆ (ห้านาที 2 วัน และหนึ่งสัปดาห์) หลังจากที่การเรียนรู้ครั้งแรกเกิดขึ้น ผลการทดสอบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าผู้ที่ได้รับมอบหมายให้อยู่ในกลุ่มที่ได้รับการทดสอบการเรียกคืนข้อมูลในวันแรกของการทดลองมีแนวโน้มที่จะจดจำข้อมูลได้มากกว่าผู้ที่เพียงแค่อ่านข้อความซ้ำ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการฝึกฝนการเรียกคืนข้อมูลเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการเข้ารหัสข้อมูลลงในหน่วยความจำระยะยาว^{[ 62 ]}

มีการพัฒนารูปแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของการเข้ารหัสความจำ เพื่อให้เข้าใจและจำลองพฤติกรรมของความจำมนุษย์ได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไปตามที่คาดการณ์ไว้ แต่บางครั้งก็คาดเดาไม่ได้อย่างมาก มีการพัฒนารูปแบบจำลองที่แตกต่างกันสำหรับงานความจำที่แตกต่างกัน ซึ่งรวมถึงการจดจำสิ่งของ การเรียกคืนโดยใช้เบาะแส การเรียกคืนแบบอิสระ และความจำลำดับ เพื่อพยายามอธิบายพฤติกรรมที่สังเกตได้จากการทดลองอย่างแม่นยำ

ในการทดสอบการจดจำสิ่งของ ผู้เข้ารับการทดสอบจะถูกถามว่าเคยเห็นสิ่งของที่กำหนดให้มาก่อนหรือไม่ สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ การจดจำสิ่งของนั้นอาจรวมถึงบริบทด้วย กล่าวคือ อาจมีการถามว่าเคยเห็นสิ่งของนั้นในรายการศึกษาหรือไม่ ดังนั้น แม้ว่าผู้เข้ารับการทดสอบอาจเคยเห็นคำว่า "แอปเปิล" มาบ้างแล้วในชีวิต แต่ถ้าหากคำนั้นไม่ได้อยู่ในรายการศึกษา ก็ไม่ควรนำมาตอบ

การจดจำรายการสามารถจำลองได้โดยใช้ทฤษฎีร่องรอยหลายรายการและแบบจำลองความคล้ายคลึงของคุณลักษณะ^{[ 63 ]}โดยสรุป แต่ละรายการที่เห็นสามารถแสดงเป็นเวกเตอร์ของคุณลักษณะของรายการ ซึ่งขยายโดยเวกเตอร์ที่แสดงถึงบริบทในขณะที่เข้ารหัส และจัดเก็บไว้ในเมทริกซ์หน่วยความจำของรายการทั้งหมดที่เคยเห็น เมื่อมีการนำเสนอรายการทดสอบ ผลรวมของความคล้ายคลึงกับแต่ละรายการในเมทริกซ์ (ซึ่งเป็นสัดส่วนผกผันกับผลรวมของระยะทางระหว่างเวกเตอร์ทดสอบและแต่ละรายการในเมทริกซ์หน่วยความจำ) จะถูกคำนวณ หากความคล้ายคลึงสูงกว่าค่าเกณฑ์ บุคคลนั้นจะตอบว่า "ใช่ ฉันจำรายการนั้นได้" เนื่องจากบริบทมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องตามธรรมชาติของการเดินแบบสุ่มรายการที่เห็นเมื่อเร็ว ๆ นี้ ซึ่งแต่ละรายการมีเวกเตอร์บริบทที่คล้ายคลึงกับเวกเตอร์บริบทในขณะที่งานการจดจำ มีแนวโน้มที่จะถูกจดจำได้มากกว่ารายการที่เห็นเมื่อนานมาแล้ว

ในการเรียกคืนแบบมีคำใบ้ บุคคลจะได้รับสิ่งเร้า เช่น รายชื่อคำศัพท์ จากนั้นจะถูกขอให้จดจำคำศัพท์เหล่านั้นให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จากนั้นจะได้รับคำใบ้ เช่น หมวดหมู่ เพื่อช่วยให้พวกเขาจำได้ว่าสิ่งเร้าเหล่านั้นคืออะไร^{[ 41 ]}ตัวอย่างเช่น การให้คำศัพท์ เช่น อุกกาบาต ดาว ยานอวกาศ และมนุษย์ต่างดาว แก่ผู้เข้าร่วมการทดลองเพื่อให้จดจำ จากนั้นให้คำใบ้ว่า "อวกาศ" เพื่อเตือนความจำเกี่ยวกับรายชื่อคำศัพท์ที่ให้ไว้ การให้คำใบ้แก่ผู้เข้าร่วมการทดลอง แม้ว่าจะไม่ได้กล่าวถึงตั้งแต่แรก ก็ช่วยให้พวกเขาระลึกถึงสิ่งเร้าได้ดีขึ้นมาก คำใบ้เหล่านี้ช่วยนำทางผู้เข้าร่วมการทดลองให้ระลึกถึงสิ่งเร้าที่พวกเขาจำไม่ได้ด้วยตนเองก่อนที่จะได้รับคำใบ้^{[ 41 ]}โดยพื้นฐานแล้ว คำใบ้สามารถเป็นอะไรก็ได้ที่จะช่วยให้ความทรงจำที่คิดว่าลืมไปแล้วกลับมาปรากฏขึ้นอีกครั้ง การทดลองที่ดำเนินการโดย Tulvig ชี้ให้เห็นว่าเมื่อผู้เข้าร่วมการทดลองได้รับคำใบ้ พวกเขาสามารถระลึกถึงสิ่งเร้าที่นำเสนอไปก่อนหน้านี้ได้^{[ 64 ]}

การระลึกความจำโดยใช้ตัวชี้นำสามารถอธิบายได้โดยการขยายแบบจำลองความคล้ายคลึงของคุณลักษณะที่ใช้สำหรับการจดจำสิ่งของ เนื่องจากในการระลึกความจำโดยใช้ตัวชี้นำนั้น อาจมีการตอบสนองที่ผิดพลาดสำหรับสิ่งของที่ใช้เป็นตัวกระตุ้น ดังนั้นแบบจำลองจึงต้องได้รับการขยายให้เหมาะสมเพื่อรองรับกรณีดังกล่าว ซึ่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มสัญญาณรบกวนให้กับเวกเตอร์ของสิ่งของเมื่อจัดเก็บไว้ในเมทริกซ์หน่วยความจำ นอกจากนี้ การระลึกความจำโดยใช้ตัวชี้นำยังสามารถจำลองได้ในลักษณะเชิงความน่าจะเป็น โดยที่สำหรับทุกสิ่งของที่จัดเก็บไว้ในเมทริกซ์หน่วยความจำ ยิ่งมีความคล้ายคลึงกับสิ่งของที่ใช้เป็นตัวกระตุ้นมากเท่าใด ก็ยิ่งมีโอกาสที่จะระลึกความจำได้มากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากสิ่งของในเมทริกซ์หน่วยความจำมีสัญญาณรบกวนอยู่ในค่าของมัน แบบจำลองนี้จึงสามารถอธิบายถึงการระลึกความจำที่ผิดพลาดได้ เช่น การเรียกชื่อคนผิด

ในการเรียกคืนแบบอิสระบุคคลสามารถเรียกคืนรายการที่เรียนรู้ได้ในลำดับใดก็ได้ ตัวอย่างเช่น คุณอาจถูกขอให้ระบุชื่อประเทศในยุโรปให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ การเรียกคืนแบบอิสระสามารถจำลองได้โดยใช้SAM (Search of Associative Memory) ซึ่งอิงตามแบบจำลองสองคลังเก็บข้อมูล ซึ่งเสนอครั้งแรกโดยAtkinson และ Shiffrinในปี 1968 ^{[ 65 ]} SAM ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน ได้แก่คลังเก็บข้อมูลระยะสั้น (STS) และคลังเก็บข้อมูลระยะยาว (LTS) โดยสรุป เมื่อเห็นรายการใดรายการหนึ่ง รายการนั้นจะถูกผลักเข้าไปใน STS ซึ่งจะอยู่ร่วมกับรายการอื่นๆ ที่อยู่ใน STS เช่นกัน จนกว่าจะถูกแทนที่และนำไปไว้ใน LTS ยิ่งรายการนั้นอยู่ใน STS นานเท่าใด ก็ยิ่งมีโอกาสถูกแทนที่ด้วยรายการใหม่มากขึ้นเท่านั้น เมื่อรายการต่างๆ อยู่ร่วมกันใน STS การเชื่อมโยงระหว่างรายการเหล่านั้นจะแข็งแกร่งขึ้น นอกจากนี้ SAM ยังถือว่ารายการใน STS พร้อมสำหรับการเรียกคืนทันทีเสมอ

แบบจำลอง SAM อธิบายทั้งผลกระทบของลำดับแรกและลำดับสุดท้าย ในเชิงความน่าจะเป็น รายการที่อยู่ต้นรายการมีแนวโน้มที่จะคงอยู่ใน STS มากกว่า และด้วยเหตุนี้จึงมีโอกาสมากขึ้นที่จะเสริมสร้างความเชื่อมโยงกับรายการอื่นๆ ส่งผลให้รายการที่อยู่ต้นรายการมีแนวโน้มที่จะถูกเรียกคืนได้ง่ายกว่าในงานเรียกคืนแบบอิสระ (ผลกระทบของลำดับแรก) เนื่องจากสมมติฐานที่ว่ารายการใน STS พร้อมสำหรับการเรียกคืนทันทีเสมอ โดยไม่มีสิ่งรบกวนที่สำคัญระหว่างการเรียนรู้และการเรียกคืน รายการที่อยู่ท้ายรายการจึงสามารถเรียกคืนได้อย่างยอดเยี่ยม (ผลกระทบของลำดับสุดท้าย)

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเรียกคืนข้อมูลแบบอิสระเป็นหนึ่งในวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการศึกษาและถ่ายโอนข้อมูลจากความจำระยะสั้นไปยังความจำระยะยาว เมื่อเทียบกับการจดจำรายการและการเรียกคืนข้อมูลแบบมีคำใบ้ เนื่องจากมีการประมวลผลเชิงสัมพันธ์ที่มากขึ้น^{[ 66 ]}

อนึ่ง แนวคิดเรื่อง STS และ LTS ได้รับแรงบันดาลใจจากสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยหน่วยจัดเก็บข้อมูลระยะสั้นและระยะยาว

หน่วยความจำลำดับมีหน้าที่ในการจดจำรายการสิ่งต่างๆ ซึ่งลำดับมีความสำคัญ ตัวอย่างเช่น หมายเลขโทรศัพท์เป็นรายการตัวเลขหลักเดียวที่เรียงลำดับแล้ว ปัจจุบันมีแบบจำลองหน่วยความจำเชิงคำนวณหลักสองแบบที่สามารถนำมาใช้กับการเข้ารหัสลำดับได้ ได้แก่ การเชื่อมโยงแบบสัมพันธ์ (associative chaining) และการเข้ารหัสตามตำแหน่ง (positional coding)

ทฤษฎีการเชื่อมโยงแบบสัมพันธ์ระบุว่า แต่ละรายการในรายการจะเชื่อมโยงกับรายการที่อยู่ข้างหน้าและข้างหลัง โดยการเชื่อมโยงไปข้างหน้าจะแข็งแกร่งกว่าการเชื่อมโยงไปข้างหลัง และการเชื่อมโยงกับรายการที่อยู่ใกล้กว่าจะแข็งแกร่งกว่าการเชื่อมโยงกับรายการที่อยู่ไกลกว่า ตัวอย่างเช่น ทฤษฎีการเชื่อมโยงแบบสัมพันธ์สามารถทำนายแนวโน้มของข้อผิดพลาดในการสลับตำแหน่ง ซึ่งมักเกิดขึ้นกับรายการที่อยู่ใกล้กัน ตัวอย่างของข้อผิดพลาดในการสลับตำแหน่งคือ การจำลำดับ "แอปเปิล ส้ม กล้วย" แทนที่จะเป็น "แอปเปิล กล้วย ส้ม"

ทฤษฎีการเข้ารหัสตามตำแหน่งชี้ให้เห็นว่า แต่ละรายการในรายการจะมีความสัมพันธ์กับตำแหน่งของมันในรายการนั้น ตัวอย่างเช่น หากรายการคือ "แอปเปิล กล้วย ส้ม มะม่วง" แอปเปิลจะมีความสัมพันธ์กับตำแหน่งที่ 1 กล้วยที่ 2 ส้มที่ 3 และมะม่วงที่ 4 นอกจากนี้ แต่ละรายการยังมีความสัมพันธ์กับดัชนี ± 1 อ่อนกว่า และอ่อนกว่ามากกับ ± 2 และต่อไปเรื่อยๆ ดังนั้น กล้วยจึงไม่เพียงแต่มีความสัมพันธ์กับดัชนีจริงคือ 2 เท่านั้น แต่ยังรวมถึง 1, 3 และ 4 ด้วย โดยมีความแข็งแกร่งที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น การเข้ารหัสตามตำแหน่งสามารถใช้เพื่ออธิบายผลกระทบของความใหม่และความเก่า เนื่องจากรายการที่อยู่ต้นและท้ายของรายการมีเพื่อนบ้านใกล้เคียงน้อยกว่าเมื่อเทียบกับรายการที่อยู่ตรงกลาง จึงมีการแข่งขันน้อยกว่าในการเรียกคืนข้อมูลที่ถูกต้อง

แม้ว่าแบบจำลองการเชื่อมโยงและการเข้ารหัสตำแหน่งจะสามารถอธิบายพฤติกรรมจำนวนมากที่พบในหน่วยความจำลำดับได้ แต่ก็ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ ตัวอย่างเช่น ทั้งการเชื่อมโยงและการเข้ารหัสตำแหน่งไม่สามารถแสดงรายละเอียดของปรากฏการณ์ Ranschburg ได้อย่างถูกต้อง ซึ่งรายงานว่าลำดับของรายการที่มีรายการซ้ำกันนั้นยากต่อการทำซ้ำมากกว่าลำดับของรายการที่ไม่ซ้ำกัน การเชื่อมโยงทำนายว่าการเรียกคืนรายการที่มีรายการซ้ำกันจะบกพร่องเนื่องจากการเรียกคืนรายการที่ซ้ำกันใดๆ จะเป็นสัญญาณไม่เพียงแต่ตัวถัดไปที่แท้จริงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวถัดไปของรายการอื่นๆ ทั้งหมดด้วย อย่างไรก็ตาม ข้อมูลจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าการทำซ้ำรายการแบบเว้นระยะส่งผลให้การเรียกคืนรายการซ้ำครั้งที่สองบกพร่อง^{[ 67 ]}ยิ่งไปกว่านั้น ยังไม่มีผลกระทบที่วัดได้ต่อการเรียกคืนรายการที่ตามหลังรายการที่ซ้ำกัน ซึ่งขัดแย้งกับการทำนายของการเชื่อมโยง การเข้ารหัสตามตำแหน่งทำนายว่ารายการที่ซ้ำกันจะไม่มีผลต่อการจดจำ เนื่องจากตำแหน่งของแต่ละรายการในรายการทำหน้าที่เป็นเบาะแสอิสระสำหรับรายการเหล่านั้น รวมถึงรายการที่ซ้ำกันด้วย กล่าวคือ ไม่มีข้อแตกต่างระหว่างความคล้ายคลึงกันระหว่างรายการสองรายการใดๆ กับรายการที่ซ้ำกัน ซึ่งอีกครั้งหนึ่ง นี่ไม่สอดคล้องกับข้อมูล

เนื่องจากจนถึงปัจจุบันยังไม่มีแบบจำลองที่ครอบคลุมสำหรับหน่วยความจำลำดับ จึงทำให้เป็นหัวข้อการวิจัยที่น่าสนใจ