การศึกษาเรื่องความทรงจำนั้นบูรณาการวิธีการวิจัยจากสาขาประสาทวิทยาพัฒนาการของมนุษย์และการทดลองในสัตว์ โดยใช้สัตว์หลากหลายชนิด ปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนของความทรงจำได้รับการสำรวจโดยการผสมผสานหลักฐานจากหลายสาขาการวิจัย เทคโนโลยีใหม่ วิธีการทดลอง และการทดลองในสัตว์ได้นำไปสู่ความเข้าใจที่เพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับการทำงานของความทรงจำ

โดยทั่วไปแล้ว การศึกษาความทรงจำในมนุษย์เป็นสิ่งที่พึงปรารถนา เพราะเรามีความสามารถในการอธิบายประสบการณ์ในเชิงอัตวิสัย และมีสติปัญญาที่จะทำการทดสอบความทรงจำที่ซับซ้อนและทางอ้อมได้การศึกษาเกี่ยวกับรอยโรคช่วยให้เราลดกลไกทางประสาทของความทรงจำลงได้ และผลลัพธ์จากการทดสอบทางจิตวิทยาที่สร้างขึ้นอย่างละเอียดสามารถช่วยให้เราอนุมานได้ว่าความทรงจำทำงานอย่างไร นักประสาทวิทยาพยายามแสดงให้เห็นว่าความบกพร่องทางพฤติกรรมเฉพาะเจาะจงนั้นเกี่ยวข้องกับตำแหน่งเฉพาะของความเสียหายในสมอง กรณีที่มีชื่อเสียงของHMชายผู้ซึ่งถูกตัดกลีบขมับส่วนกลางทั้งสองข้างออก ส่งผลให้เกิดภาวะความจำเสื่อมอย่างรุนแรง แสดงให้เห็นว่าความเสียหายของสมองสามารถบอกเราได้มากมายเกี่ยวกับการทำงานภายในของความทรงจำ ปัญหาพื้นฐานประการหนึ่งของการศึกษาผู้ป่วยที่เป็นมนุษย์ซึ่งได้รับความเสียหายทางสมองแล้วคือการขาดการควบคุมการทดลอง^{[ 1 ]}โดยปกติแล้วจะต้องเปรียบเทียบระหว่างบุคคล ไม่สามารถควบคุมตำแหน่งของรอยโรคที่แน่นอนและความแตกต่างของแต่ละบุคคลได้

เฮอร์มันน์ เอบบิงเฮาส์เริ่มการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความจำของมนุษย์ด้วยบทความเรื่อง " ว่าด้วยความจำ"ในปี 1885 ^{[ 2 ]}เอบบิงเฮาส์ทำการทดลองกับตัวเองโดยทดสอบความสามารถในการจดจำรายการพยางค์ที่เรียงลำดับแบบสุ่มซึ่งนำเสนอในอัตราคงที่ 2.5 พยางค์ต่อวินาที เขาจะบันทึกว่าใช้เวลานานเท่าใดในการจดจำรายการพยางค์ และลืมความจำได้เร็วเพียงใด ด้วยข้อมูลนี้ เขาจึงติดตามเส้นโค้งการเรียนรู้และการลืมเอบบิงเฮาส์ยังรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความสามารถในการจดจำของเขาในช่วงเวลาต่างๆ ของวันและภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน งานของเขามีอิทธิพลต่อ GE Müller ในเวลาต่อมา ซึ่งได้สานต่อประเพณีการใช้รายการสิ่งของเพื่อทำการทดลองเกี่ยวกับความจำกับมนุษย์ และใช้ข้อมูลพฤติกรรมเพื่อพัฒนารูปแบบของความจำ^{[ 3 ]}ความจำสองประเภทที่พบบ่อยที่สุดที่ศึกษาโดยใช้วิธีการเหล่านี้คือ การจดจำและการระลึกความจำ

ความจำแบบจดจำคือความสามารถในการตัดสินว่ารายการที่ถูกชี้นำนั้นเคยปรากฏในรายการมาก่อนหรือไม่ โดยปกติจะมีคำตอบว่าใช่หรือไม่ใช่ ความจำประเภทนี้คล้ายกับความจำที่ใช้ในการจัดแถวผู้ต้องสงสัยของตำรวจ งานเฉพาะที่อธิบายไว้นั้นเคยเรียกว่า "การจดจำรายการ" นักวิทยาศาสตร์ศึกษาอัตราการตอบถูก (คำตอบ "ใช่" ที่ถูกต้อง) ที่เกี่ยวข้องกับอัตราการตอบผิด (คำตอบ "ใช่" ที่ไม่ถูกต้อง) ด้วยการวิเคราะห์ทางสถิติเพื่อพัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับวิธีการจัดเก็บและเรียกคืนการตัดสินการจดจำ^{[ 4 ]}จากนั้นทฤษฎีเหล่านี้จะถูกพัฒนาเป็นแบบจำลองความจำ

ความจำแบบเรียกคืนคือความสามารถในการดึงข้อมูลที่จัดเก็บไว้โดยอาศัยตัวชี้นำจากรายการที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะ หรือโดยปราศจากตัวชี้นำที่เกี่ยวข้อง แบบแรกเรียกว่าการเรียกคืนแบบมีตัวชี้นำ และแบบที่สองเรียกว่าการเรียกคืนแบบอิสระ ในการเรียกคืนแบบมีตัวชี้นำ ผู้เข้าร่วมจะศึกษาลิสต์ของรายการที่จับคู่กัน จากนั้นจะได้รับครึ่งหนึ่งของคู่เหล่านั้น และต้องเรียกคืนอีกครึ่งหนึ่งที่เกี่ยวข้อง งานเพิ่มเติมที่พบบ่อยคือการให้ผู้เข้าร่วมเรียนรู้ชุดความสัมพันธ์ใหม่กับรายการที่เป็นตัวชี้นำ และศึกษาปริมาณการรบกวนจากความสัมพันธ์ก่อนหน้าที่เกิดขึ้น การทดลองเหล่านี้ช่วยพัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับวิธีที่เราเรียนรู้ความสัมพันธ์และเงื่อนไขใดที่ส่งผลต่อการเรียนรู้นั้น^{[ 5 ]} การเรียกคืนแบบอิสระไม่ได้ใช้คู่รายการ แต่ผู้เข้าร่วมจะศึกษาลิสต์ของรายการ จากนั้นเรียกคืนรายการนั้นตามลำดับที่พวกเขาดึงรายการจากความจำ ในการทดลองเหล่านี้ ข้อมูลจะถูกดึงมาจากลำดับที่เรียกคืนรายการและเวลาตอบสนองระหว่างรายการ ข้อมูลนี้ใช้เพื่อพัฒนารูปแบบของการจัดเก็บและการเรียกคืนความจำ

มนุษย์พึ่งพาความจำอย่างมากในการดำรงชีวิต เช่นเดียวกับที่เราต้องพึ่งพาความสามารถในการจดจำและระบุข้อมูลที่หลากหลายเพื่อการเรียนรู้และการดำเนินชีวิต ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมความสามารถในการจดจำจึงพัฒนาขึ้นตั้งแต่อายุยังน้อย ความจำในเด็กแสดงออกมาในรูปแบบที่เรียบง่ายกว่าในผู้ใหญ่ เนื่องจากขาดการสื่อสารด้วยวาจาและความสามารถทางจิตใจ ดังนั้นวิธีการทดสอบจึงคล้ายคลึงกัน แต่มีการปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมกับความสามารถเฉพาะช่วงวัย

วิธีการสังเกตและการทดลองถูกนำมาใช้เพื่อทดสอบความจำของเด็ก โดยการบันทึกการกระทำทางกายภาพ การตอบสนองทางอารมณ์ (สีหน้า) หรือความสนใจ/การจดจ่อ ขึ้นอยู่กับอายุ (ความสามารถ) ของเด็กและประเภทของงานที่ได้รับมอบหมาย เด็กโตสามารถให้คำตอบในการทดสอบทั้งแบบใช้คำพูดและไม่ใช้คำพูดสำหรับงานที่ซับซ้อนกว่าได้อย่างละเอียดและแม่นยำยิ่งขึ้น จึงทำให้ได้ข้อมูลที่ตรงไปตรงมามากขึ้น การเปลี่ยนวิธีการตามอายุเป็นสิ่งจำเป็นด้วยเหตุผลหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะความสามารถในการจำจะขยายตัวในช่วงต่างๆ ของวัยเด็กและอาจได้รับอิทธิพลจากความก้าวหน้าทางชีวภาพและประสบการณ์จากสิ่งแวดล้อม

ตั้งแต่แรกเกิด เด็กใช้ รูปแบบการเรียนรู้ แบบสังเกต (เลียนแบบ) และแบบฟัง โดยมีความสามารถในการจดจำลำดับและแนวคิดที่ซับซ้อนเพิ่มขึ้น การเติบโตอย่างรวดเร็วของความสามารถในการเก็บรักษาข้อมูลส่วนหนึ่งเกิดจากการเพิ่มขึ้นของไมอีลินซึ่งเพิ่มความเร็วของแรงกระตุ้นระหว่างเซลล์ประสาท โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคอร์เทกซ์ด้านการมองเห็นและการได้ยินซึ่งมีการสร้างไมอีลินขึ้นตั้งแต่ช่วงต้นของกระบวนการพัฒนา^{[ 6 ]}ปริมาณของไมอีลินมีผลโดยตรงต่อความเร็วในการประมวลผลข้อมูล และในทางกลับกัน ความเร็วและความแข็งแกร่งที่เราสามารถจดจำสิ่งต่างๆ ได้ ความเข้าใจในบริบทและความสัมพันธ์ ตลอดจนกลยุทธ์การจำ เช่นการจัดกลุ่มและการเรียนรู้แบบแผนก็สามารถส่งผลต่อความแข็งแกร่งของความทรงจำได้เช่นกัน ดังนั้นจึงต้องนำมาพิจารณาเมื่อเลือกวิธีการทดสอบ

การศึกษาวิจัยที่มีชื่อเสียงซึ่งใช้แสดงสัญญาณเริ่มต้นของความจำแบบเรียกคืนได้นั้น ตรวจสอบพฤติกรรมของทารกอายุ 3 เดือนกับโมบาย^{[ 7 ]}การทดลองนี้เกี่ยวข้องกับการผูกเชือกของโมบายหลากสีไว้กับเท้าของทารก เพื่อให้การเตะทำให้โมบายเคลื่อนไหว ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบของทารก หลังจากการฝึกเบื้องต้น พบว่าหนึ่งสัปดาห์ต่อมา ทารกเตะเพื่อทำให้โมบายเคลื่อนไหว สองสัปดาห์ต่อมา ทารกกลับมาเตะอีกครั้งหลังจากช่วงเตือนความจำสั้นๆ โดยที่พวกเขาดูโมบายเคลื่อนไหว (โดยไม่ได้ผูกติดกับเท้า) การทดลองนี้แสดงให้เห็นถึงการจดจำโมบาย รวมถึงการเรียกคืน (หลังจากหนึ่งสัปดาห์) และการเรียกคืนแบบมีตัวชี้นำ (หลังจาก 2 สัปดาห์) การจดจำและการเรียกคืนเป็นสองแง่มุมที่สำคัญของความจำ ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในเด็ก เนื่องจากอาจยังไม่สามารถรายงานความจำด้วยวาจาได้ หรืออาจไม่น่าเชื่อถือเมื่อทดสอบผู้เข้าร่วมที่อายุน้อยมาก เมื่ออายุประมาณ 9 เดือน ทารกบางคนสามารถทำซ้ำการกระทำง่ายๆ บางอย่างที่พวกเขาเห็นได้นานถึง 24 ชั่วโมงหลังจากที่ได้เห็น^{[ 8 ]}การเลียนแบบพฤติกรรม เช่น การเลือกวัตถุหนึ่งเหนืออีกวัตถุหนึ่ง หรือการวางวัตถุซ้ำๆ ในจุดใดจุดหนึ่ง ถือเป็นการทดสอบความจำตามสถานการณ์ประเภทหนึ่งที่ใช้ในการระบุระดับความสามารถในการจำของเด็ก การเลียนแบบแบบเลื่อนออกไป ซึ่งเป็นความสามารถในการเลียนแบบพฤติกรรมโดยไม่ต้องมีสิ่งกระตุ้น สามารถสังเกตและทดสอบได้เมื่ออายุประมาณ 18–24 เดือน เด็กจะสามารถเลียนแบบเหตุการณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้อย่างละเอียดมากขึ้นจากความทรงจำ^{[ 9 ]}

ฌอง ปิอาเจต์นักจิตวิทยาพัฒนาการเด็ก ได้ทำการศึกษาทดสอบความสามารถด้านการรับรู้และความจำของเด็กอายุประมาณ 2 ขวบ การทดสอบเหล่านี้ดำเนินการโดยใช้วัตถุที่นำเสนอต่อเด็ก จากนั้นจึงนำวัตถุนั้นออกไปจากสายตา ซึ่งทำให้ทารกอายุน้อยมากเชื่อว่าวัตถุนั้นไม่มีอยู่อีกต่อไป เมื่ออายุประมาณ 8-12 เดือน เด็กจะมองหาวัตถุที่หายไป และการแสดงออกนี้แสดงให้เห็นถึงความจำ รวมถึงความเข้าใจว่าวัตถุนั้นยังคงมีอยู่แม้ว่าจะมองไม่เห็นโดยตรงก็ตาม สิ่งนี้นำไปสู่ทฤษฎีความคงอยู่ของวัตถุซึ่งแสดงให้เห็นถึงขั้นตอนที่ความจำและการพัฒนาด้านการรับรู้ได้มาถึงระดับของการแสดงภาพทางจิต^{[ 10 ]}

เด็กที่มีอายุเพียง 7 วันก็สามารถแสดงอาการเลียนแบบการแสดงออกทางสีหน้าได้ เช่น การยื่นลิ้นหรือริมฝีปาก และการอ้าปาก^{[ 11 ]}มีการถกเถียงกันว่านี่เป็นการกระทำโดยสมัครใจหรือปฏิกิริยาตอบสนอง แต่ความสามารถในการเลียนแบบแสดงให้เห็นถึงความสามารถของทารกในการเข้ารหัสภาพและเลียนแบบภาพนั้น หลักฐานของความจำใบหน้าในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้นสามารถพบได้ในเด็กที่มีอายุเพียง 2-3 สัปดาห์ การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม เช่น ร้องไห้น้อยลงและยิ้มมากขึ้น แสดงให้เห็นถึงหลักฐานของการจดจำใบหน้าที่คุ้นเคย

การจดจำยังสามารถแสดงให้เห็นได้ด้วยการปรับตัวซึ่งเป็นกระบวนการที่ให้ความสนใจกับสิ่งเร้าที่คุ้นเคยน้อยลงเมื่อเทียบกับสิ่งเร้าใหม่ สามารถพบได้ตั้งแต่อายุ 5 เดือนในหลายรูปแบบ รวมถึงการระบุด้วยเสียงและภาพ ในการศึกษาทารกอายุ 8-10 เดือน ได้มีการนำเสนอทั้งวัตถุ/ใบหน้าที่คุ้นเคยและที่เพิ่งนำเสนอใหม่ในช่วงเวลาและระยะเวลาที่แตกต่างกัน บันทึกเวลาการมองและการมองครั้งแรก และผลลัพธ์บ่งชี้ถึงการปรับตัวและการเรียกคืนความทรงจำ^{[ 12 ]}

ความแม่นยำของความทรงจำเป็นปัจจัยสำคัญในการศึกษาความทรงจำในเด็ก เนื่องจากมีการแสดงให้เห็นว่าความทรงจำของเด็กมีความอ่อนไหวต่อการชี้นำและการปลูกฝังความทรงจำเท็จมากกว่าผู้ใหญ่ ในการศึกษาเด็กก่อนวัยเรียนโดยใช้วิธีการแบบสอบถามในรูปแบบใช่/ไม่ใช่และแบบเลือกหลายตัวเลือก ผลลัพธ์ของการบังคับให้ตอบคำถามในสถานการณ์ที่ควบคุมนั้นแตกต่างกันไปตามรูปแบบของคำถาม^{[ 13 ]}เด็กแสดงความชอบที่จะพูดว่า 'ใช่' มากกว่า 'ไม่ใช่' และแสดงความชอบเท่าๆ กันสำหรับแบบเลือกหลายตัวเลือก (เมื่อไม่มีคำตอบใดถูกต้อง) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ไม่ใช่การทดสอบที่เหมาะสมสำหรับความแม่นยำของความทรงจำในเด็ก การวิเคราะห์เนื้อหาตามเกณฑ์ (CBCA) ^{[ 14 ]}ได้รับการออกแบบมาเพื่อแยกแยะความทรงจำที่แท้จริงออกจากความทรงจำเท็จในเด็ก และเป็นส่วนหนึ่งของการวิเคราะห์ความถูกต้องของข้อความ (SVA) ซึ่งประกอบด้วยการสัมภาษณ์แบบมีโครงสร้าง การวิเคราะห์อย่างเป็นระบบของข้อความ และรายการตรวจสอบความถูกต้องของข้อความ นี่คือระเบียบวิธีที่ครอบคลุมซึ่งใช้ทดสอบความน่าเชื่อถือของความทรงจำของพยานเด็กเกี่ยวกับเหตุการณ์หรือสถานการณ์ โดยอาศัยสมมติฐานที่ว่าความทรงจำเท็จมีคุณภาพต่ำกว่าความทรงจำที่ถูกต้องและแม่นยำ

ความจำในการจดจำในบริบททางกฎหมายก็แตกต่างกันในเด็กและผู้ใหญ่ ในการศึกษาวิเคราะห์เชิงอภิมานได้ใช้การทดสอบแบบเรียงแถวสำหรับพยานเด็กเพื่อระบุผู้กระทำผิดท่ามกลางผู้ต้องสงสัยคนอื่นๆ^{[ 15 ]}ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเด็กที่มีอายุมากกว่า 5 ปีสามารถระบุผู้กระทำผิดได้ (เมื่อผู้กระทำผิดอยู่ต่อหน้า) ในอัตราที่เทียบเคียงได้กับผู้ใหญ่ แต่เด็กอายุไม่เกิน 14 ปีระบุผิดพลาดเป็นจำนวนมากเมื่อผู้กระทำผิดไม่อยู่ Pozzulo & Lindsay ^{[ 16 ]} คาดการณ์ ว่าผลบวกเท็จเกิดจากความไม่สามารถในการตัดสินที่ถูกต้องอย่างแน่นอน (การระลึก) ในขณะที่การตัดสินเชิงสัมพัทธ์ (การจดจำ) ประสบความสำเร็จมากกว่า

ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงปัญญามุ่งที่จะลดทอนการรับรู้ลงสู่พื้นฐานทางประสาทโดยใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ เช่นfMRI , การกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะซ้ำๆ (rTMS) และMagnetoencephalography (MEG) รวมถึงวิธีการเก่าๆ เช่นPositron emission tomography (PET) และElectroencephalography (EEG) เนื่องจากการออกแบบเชิงสหสัมพันธ์ที่ใช้ใน fMRI นักวิทยาศาสตร์หลายคนจึงเรียกสาขาที่กำลังมาแรงนี้ว่าphrenology แบบใหม่ ในแง่ที่ว่าเทคนิคต่างๆ เช่น fMRI อาศัยสถิติที่ซับซ้อนเป็นอย่างมาก^{[ 17 ]}ข้อผิดพลาดประเภทที่ 1อาจทำให้นักวิทยาศาสตร์สรุปความสัมพันธ์เชิงสาเหตุที่ไม่ถูกต้องและเร็วเกินไปหากใช้การออกแบบที่ไม่เหมาะสม^{[ 18 ]}

การวิจัยที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวัง เพื่อไม่ให้เกิดผลเสียใดๆ ต่อผู้ถูกวิจัย และไม่ละเมิดสิทธิมนุษยชนของพวกเขา วิธีการทางประสาทวิทยาที่จงใจทำให้เกิดความเสียหายต่อสมองนั้นผิดกฎหมาย ดังนั้นจึงต้องศึกษาเฉพาะผู้ที่ได้รับความเสียหายทางสมองแล้วเท่านั้น การศึกษาผู้ป่วยที่มีความเสียหายทางสมองนั้นมีข้อเสียอยู่บ้าง แต่กรณีศึกษาของผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บทางสมองได้ช่วยให้เราเข้าใจพื้นฐานทางประสาทวิทยาของความทรงจำได้ดีขึ้นมาก

ผู้เข้าร่วมการทดลองทุกคน (หรือผู้แทนทางกฎหมาย) ต้องเข้าใจขั้นตอนการทดลองอย่างชัดเจน รวมถึงอันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับตนเอง และต้องมีสติสัมปชัญญะครบถ้วนในการให้ความยินยอมต่อผู้ทำการวิจัยก่อนเริ่มการทดสอบใดๆ

สมาคมจิตวิทยาแห่งอเมริกาใช้จรรยาบรรณที่เข้มงวดเกี่ยวกับการวิจัยทาง จิตวิทยา

ปัญหาสำคัญอย่างหนึ่งที่ถูกหยิบยกขึ้นมาในการวิจัยเรื่องความจำคือธรรมชาติของความจำมนุษย์ที่ไม่แน่นอน การมีความสามารถในการระลึกถึงความทรงจำไม่ได้หมายความว่าความทรงจำเหล่านั้นจะถูกต้องแม่นยำเสมอไป ความสามารถของเราในการจัดเก็บและประมวลผลสิ่งที่เกิดขึ้นรอบตัวเราขึ้นอยู่กับความจำที่เป็นกระบวนการสร้างสรรค์และไม่แน่นอน เทคโนโลยีที่อธิบายไว้ข้างต้นอาจแสดงให้เห็นถึงบริเวณที่มีการทำงานที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมบางอย่าง แต่หากไม่ทราบตำแหน่งของรอยโรค ก็ยากที่จะระบุได้อย่างแม่นยำว่าส่วนใดของสมองเกี่ยวข้องกับความบกพร่องทางพฤติกรรมที่สังเกตได้ นักประสาทวิทยาได้สร้างแบบทดสอบต่างๆ ที่ออกแบบมาเพื่อประเมินความจำประเภทเฉพาะ เพื่อให้สามารถอนุมานเกี่ยวกับตำแหน่งของรอยโรคได้จากผลการทดสอบที่ไม่ดี การทดสอบทางประสาทวิทยาช่วยให้เราเข้าใจความจำประเภทเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งเฉพาะของความเสียหายในสมองได้

การประเมินความจำเชิงพื้นที่และภาพเกี่ยวข้องกับการเลียนแบบนักวิจัยขณะที่เขา/เธอแตะบล็อกที่แยกจากกันในเชิงพื้นที่จำนวนเก้าบล็อกที่เหมือนกัน ลำดับเริ่มต้นด้วยแบบง่ายๆ โดยปกติจะใช้สองบล็อก แต่จะซับซ้อนมากขึ้นจนกระทั่งประสิทธิภาพของผู้ถูกทดสอบลดลง จำนวนนี้เรียกว่า Corsi Span และโดยเฉลี่ยประมาณ 5 สำหรับผู้ถูกทดสอบที่เป็นมนุษย์ปกติ การศึกษา fMRI ที่เกี่ยวข้องกับผู้ถูกทดสอบที่เข้ารับการทดสอบนี้เปิดเผยว่าในขณะที่ความยาวของลำดับเพิ่มขึ้น กิจกรรมของสมองโดยทั่วไปยังคงเหมือนเดิม^{[ 19 ]}ดังนั้นในขณะที่มนุษย์อาจแสดง ความยากลำบาก ในการเข้ารหัสแต่สิ่งนี้ไม่เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นสมองโดยรวม ไม่ว่าจะสามารถทำงานได้ดีหรือไม่ก็ตามคอร์เทกซ์พรีฟรอนทัลด้านข้างส่วนล่างมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมาก งานบล็อก Corsi ที่มีลำดับไปข้างหน้าปกติจำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากสมุดร่างภาพเชิงพื้นที่และภาพ แต่ไม่ใช่จากวงจรเสียง เมื่อลำดับที่จะต้องเรียกคืนยาวกว่าสามหรือสี่รายการ ทรัพยากรการบริหารส่วนกลางจะถูกนำมาใช้^{[ 20 ]}

การศึกษาเรื่องความจำได้รับประโยชน์อย่างมากจากการทดลองกับสัตว์^{[ 1 ]}แนวทางจริยธรรมในปัจจุบันระบุว่าการใช้สัตว์เพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์เป็นที่ยอมรับได้ก็ต่อเมื่ออันตราย (ทางกายภาพหรือทางจิตใจ) ที่เกิดขึ้นกับสัตว์นั้นน้อยกว่าประโยชน์ของการวิจัย^{[ 21 ]}ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถใช้เทคนิคการวิจัยกับสัตว์ซึ่งอาจไม่จำเป็นต้องทำกับมนุษย์

ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความทรงจำได้รับประโยชน์อย่างมากจากการวิจัยในสัตว์สมองของสัตว์สามารถถูกทำลายอย่างเลือกสรรได้โดยใช้วิธีการผ่าตัดหรือสารพิษต่อระบบประสาทและสามารถประเมินได้ก่อนและหลังการทดลอง เทคโนโลยีใหม่ที่ก้าวล้ำทำให้สามารถจัดการทางพันธุกรรมและสร้างหนูน็อคเอาท์ได้นักวิทยาศาสตร์ได้ดัดแปลงพันธุกรรมหนูเหล่านี้ให้ขาดอัลลีลที่มีความสำคัญต่อการทำงานหรือพฤติกรรม หรือมีลำดับยีนที่หายไปหรือเปลี่ยนแปลงไป^{[ 22 ] [ 23 ]}การสังเกตพฤติกรรมและฟีโนไทป์อย่างระมัดระวังอาจช่วยเปิดเผยพื้นฐานทางประสาทของความทรงจำและพิสูจน์ได้ว่าเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนกับพฤติกรรม^{[ 24 ] [ 25 ]}

สัตว์สามารถถูกคัดเลือกผสมพันธุ์เพื่อลักษณะพฤติกรรมบางอย่าง เช่น ความสามารถในการแก้ปัญหาเขาวงกตที่แข็งแกร่ง แม้ว่าพื้นฐานทางพันธุกรรมของฟีโนไทป์ที่สังเกตได้จะแสดงให้เห็นได้ยากมาก แต่ลักษณะพฤติกรรมสามารถถูกคัดเลือกผสมพันธุ์ได้ ความยากลำบากอยู่ที่การกำหนดฟีโนไทป์แบบอัตวิสัย^{[ 24 ] [ 25 ]}จะแสดงให้เห็นได้อย่างไรว่าสัตว์มีความจำที่ดี? มีปัจจัยรบกวนมากมายเมื่อทำการผสมพันธุ์เพื่อพฤติกรรม อย่างไรก็ตาม หากสัตว์สามารถถูกคัดเลือกเพื่อความจำและความสามารถในการเรียนรู้ บางทีเราอาจเรียนรู้บางอย่างเกี่ยวกับวิธีที่ยีนมีส่วนช่วยในระบบความจำได้

การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงฟังก์ชัน (fMRI) มีนัยสำคัญที่น่าสนใจสำหรับการศึกษาความจำในมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ยังสามารถใช้ในแบบจำลองสัตว์ได้อีกด้วย fMRI สามารถใช้เพื่อประเมินการทำงานของสมองในลิงในบริบทของงานพฤติกรรมต่างๆ^{[ 26 ]} MRI โครงสร้างสามารถใช้เพื่อตรวจสอบขอบเขตและตำแหน่งของรอยโรคในสมอง เพื่อให้ความผิดปกติทางพฤติกรรมที่สังเกตได้สามารถเชื่อมโยงโดยตรงกับโครงสร้างสมองเฉพาะ^{[ 27 ]} fMRI ความละเอียดสูงสามารถช่วยระบุตำแหน่งและประเมินการทำงานของเครือข่ายประสาทขนาดใหญ่ เพื่อให้สามารถศึกษาภูมิภาคเหล่านี้เพิ่มเติมโดยใช้อุปกรณ์บันทึกทางสรีรวิทยาไฟฟ้าแบบดั้งเดิมมากขึ้น^{[ 26 ]}

การบันทึกหน่วยเดี่ยวจะวัดศักยภาพการกระทำโดยตรงและสามารถใช้ได้กับสัตว์หลายชนิด เทคนิคนี้ที่ใช้ในลิงมาคากนำไปสู่การค้นพบเซลล์ประสาทกระจกเงาซึ่งมีนัยสำคัญต่อการเรียนรู้ ความจำ และการรับรู้ตนเอง^{[ 28 ]}การบันทึกเซลล์เดี่ยวสามารถใช้เพื่อบันทึกกิจกรรมของเซลล์ประสาทเดี่ยวในขณะที่สัตว์ทำภารกิจที่เกี่ยวข้องกับความจำ^{[ 29 ]}

การลดอุณหภูมิของเปลือกสมองเป็นเทคนิคใหม่ที่ช่วยให้สามารถรบกวนการทำงานชั่วคราวในบริเวณที่เลือกของสมองได้ เนื่องจากต้องใช้เครื่องมือขนาดใหญ่ที่ฝังเข้าไปในร่างกายด้วยวิธีการผ่าตัด เทคนิคนี้จึงมักใช้กับลิง แต่การใช้เครื่องมือ ลด อุณหภูมิ ขนาดเล็ก ก็มีศักยภาพในการนำไปใช้กับหนูได้เช่นกัน เทคโนโลยีใหม่ที่น่าตื่นเต้นนี้ช่วยให้เกิดรอยโรคที่สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ ซึ่งช่วยลดความแปรปรวนระหว่างสัตว์แต่ละตัว ทำให้สามารถแสดงความสัมพันธ์เชิงสาเหตุได้ดียิ่งขึ้น สัตว์สามารถทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมของตัวเองได้ และนี่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์ใดๆ

เทคนิค การทำลายเซลล์ ประสาทด้วยสารพิษได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาพื้นฐานทางประสาทของพฤติกรรมและความทรงจำในสัตว์ สารพิษต่อระบบประสาทสามารถใช้เพื่อทำลายเส้นใยประสาทที่เฉพาะเจาะจงมากในสมองได้^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาความทรงจำ บริเวณที่น่าสนใจ ได้แก่ฮิปโปแคมปัส คอร์เทกซ์ ไรนัล คอร์ เทกซ์ พรีฟรอนทัลและคอร์เทกซ์ฟรอนทัลเทคนิคการทำลายเซลล์ประสาทด้วยสารพิษใช้สารพิษต่อระบบประสาท เช่น กรดไอโบทีนิก เพื่อทำลายหรือฆ่าเส้นใยประสาทที่เฉพาะเจาะจงในบริเวณใดๆ ที่กล่าวมาข้างต้น สัตว์จะถูกวางยาสลบและตรึงไว้เพื่อให้ สามารถใช้เครื่องมือ สเตอริโอแท็กซิกเจาะรูในตำแหน่งที่เฉพาะเจาะจงของกะโหลกศีรษะได้ จากนั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถฉีดสารพิษต่อระบบประสาทในปริมาณน้อยอย่างระมัดระวังเพื่อทำลายเฉพาะเซลล์ประสาทในบริเวณสมองที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น เทคนิคนี้ช่วยให้สามารถทำลายบริเวณที่สนใจได้อย่างเฉพาะเจาะจงและไม่ส่งผลกระทบต่อเนื้อเยื่อสนับสนุนโดยรอบ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

สัตว์ทดลองสามารถใช้แทนมนุษย์ได้ดี เนื่องจากเชื่อกันว่าหลักการที่คล้ายคลึงกันเป็นพื้นฐานของกลไกการทำงานของสมอง^{[ 1 ]}เพื่อให้เข้าใจความจำของมนุษย์อย่างถ่องแท้ จึงมีการใช้การเปรียบเทียบข้ามสายพันธุ์ในประสาทวิทยา เพื่อให้สามารถควบคุมตัวแปรได้หลายตัว ยิ่งเรามีการควบคุมการทดลองมากเท่าไร ก็ยิ่งง่ายต่อการกำจัดตัวแปรแทรกซ้อนและสามารถสรุปผลเชิงสาเหตุได้ดีขึ้นเท่านั้น^{[ 28 ]}

แม้ว่าจะไม่มี แบบจำลองสัตว์ ที่เหมาะสม ที่สุด สำหรับมนุษย์ แต่สำหรับแต่ละปัญหาที่น่าสนใจก็มีสัตว์ที่สามารถนำมาใช้ศึกษาได้อย่างสะดวกที่สุด ตัวอย่างเช่น การศึกษาความจำเชิงพื้นที่ได้รับประโยชน์อย่างมากจากการทดลองและการสังเกตนกที่เก็บอาหาร^{[ 28 ]}ในการศึกษาการเรียนรู้และการจำด้านการได้ยิน สามารถใช้นกขับขานได้ ในการศึกษาระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น การเรียนรู้การเคลื่อนไหวการจดจำวัตถุความจำระยะสั้น และความจำใช้งาน มักใช้ไพรเมต เช่น ลิงแสม เนื่องจากมีสมองขนาดใหญ่และสติปัญญาที่ซับซ้อนกว่า^{[ 33 ]} สามารถใช้สัตว์ ฟันแทะขนาดเล็กในการศึกษาการปรับสภาพแบบหลีกเลี่ยงและความจำทางอารมณ์ และความจำตามบริบท/เชิงพื้นที่^{[ 34 ]}เพื่อลดความจำและการเรียนรู้ให้เหลือเพียงพื้นฐานทางพันธุกรรม สามารถดัดแปลงพันธุกรรมและศึกษาหนูได้^{[ 22 ] [ 35 ]}โดยทั่วไป การศึกษาเกี่ยวกับสัตว์จะขึ้นอยู่กับหลักการของการเสริมแรงเชิงบวกเทคนิคการหลีกเลี่ยง และการปรับสภาพแบบพาฟลอฟการวิจัยประเภทนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งและได้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับการเรียนรู้และความจำในมนุษย์เป็นอย่างมาก

แนวคิดลดทอนทางวิทยาศาสตร์ได้ผลักดันความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความทรงจำให้ใกล้ชิดกับระดับประสาทมากขึ้น เพื่อที่จะขยายความเข้าใจของเรา เราจำเป็นต้องสรุปผลจากหลักฐานที่สอดคล้องกัน การศึกษาความทรงจำในสัตว์ เช่น นก หนู และลิง เป็นเรื่องยาก เพราะนักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาและวัดปริมาณได้เฉพาะพฤติกรรมที่สังเกตได้เท่านั้น การวิจัยในสัตว์อาศัยระเบียบวิธีที่สร้างขึ้นอย่างระมัดระวัง และวิธีการเหล่านี้ก็เฉพาะเจาะจงกับแต่ละสายพันธุ์

อุปสรรคสำคัญในการวิจัยเกี่ยวกับความจำโดยกำเนิดคือ การขาดแคลนผู้ที่มีคุณภาพความจำที่เหนือกว่าอย่างเห็นได้ชัด เพื่อสร้างกลุ่มตัวอย่างที่สามารถสรุปผลทางสถิติได้อย่างมีนัยสำคัญ วิธีแก้ปัญหาหนึ่งคือแนวคิดของนักวิจัยและนักระเบียบวิธีวิจัยด้านความจำ^{[ 36 ]} ดร. ปีเตอร์ มาร์แชลล์ รายการ The Great Memory Show เป็นชุดกิจกรรมที่เชิญผู้แสดงความจำมาแสดงความสามารถด้านความจำต่อหน้าผู้ชมสดต่อหน้ากล้องโทรทัศน์ แต่แรงจูงใจที่แท้จริงคือการดึงดูดกลุ่มคนที่มีคุณภาพความจำที่เหนือกว่าโดยธรรมชาติ ให้เข้าร่วมในการวิจัยความจำที่ Royal Holloway มหาวิทยาลัยลอนดอน^{[ 37 ]}

หนังสือเรียนFundamentals of Human Neuropsychologyโดย Kolb และ Whishaw อธิบายถึงวิธีการออกแบบการทดลองบางอย่างที่ใช้ในการศึกษาความจำในลิงแสม Elizabeth Murray และเพื่อนร่วมงานของเธอฝึกลิงให้เอื้อมมือผ่านซี่กรงหลังจากช่วงเวลาสั้นๆ เพื่อเคลื่อนย้ายวัตถุที่อาจมีรางวัลซ่อนอยู่ ในช่วงเวลาสั้นๆ นั้น ลิงต้องใช้ความจำในการจดจำวัตถุหรือความจำตามบริบทเพื่อจำว่ารางวัลอยู่ที่ไหน การจดจำวัตถุจะทดสอบด้วย งาน จับคู่ตัวอย่าง (matching-to-sample task) ซึ่งลิงต้องจำลักษณะทางสายตาของวัตถุเพื่อรับรางวัล ในทางกลับกัน ในการออกแบบที่ไม่จับคู่ตัวอย่าง (non-matching-to-sample design) ลิงต้องจำตำแหน่งของวัตถุที่เคยเห็นมาก่อน จากนั้นลิงต้องใช้ความจำตามบริบทและความจำเชิงพื้นที่เพื่อเคลื่อนย้ายวัตถุไปยังตำแหน่งเดิมอย่างถูกต้องเพื่อรับรางวัลอาหาร งานทั้งสองนี้สามารถใช้เพื่อแยกแยะความแตกต่างระหว่างความจำในการจดจำวัตถุและความจำตามบริบทได้ Murray และเพื่อนร่วมงานของเธอสามารถแสดงให้เห็นว่ารอยโรคในฮิปโปแคมปัสทำให้ความจำเชิงบริบทบกพร่อง ในขณะที่รอยโรคในคอร์เทกซ์ไรนัลทำให้ความจำในการจดจำวัตถุบกพร่อง^{[ 28 ]}การออกแบบการทดลองนี้ทำให้สามารถแยกส่วนสมองสองส่วนที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิงซึ่งอุทิศให้กับความจำประเภทเฉพาะได้

ในการทดลองกับลิงแสม เอิร์ล มิลเลอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้ภารกิจการจับคู่ตัวอย่างแบบล่าช้า (DMS) เพื่อประเมินความจำใช้งานในลิง^{[ 33 ]}ลิงจะต้องจ้องมองหน้าจอคอมพิวเตอร์ในขณะที่ภาพสีถูกแสดงตามลำดับเป็นเวลา 0.5 วินาที และคั่นด้วยการหน่วงเวลาหนึ่งวินาที ภาพแรกที่แสดงคือตัวอย่าง และลิงได้รับการฝึกฝนให้ดึงคันโยกเมื่อวัตถุตัวอย่างแสดงเป็นครั้งที่สอง ในการทดลองนี้ มีการบันทึกเซลล์เดี่ยวจากคอร์เทกซ์ส่วนหน้า ซึ่งเป็นบริเวณที่เชื่อว่าเกี่ยวข้องกับความจำใช้งาน เพื่อตรวจสอบตำแหน่งของอุปกรณ์บันทึก จึงใช้เครื่องมือ MRI และสเตอริโอแท็กซิก ความสามารถในการใช้การบันทึกเซลล์เดี่ยวเพื่อวัตถุประสงค์ในการทดลองโดยเฉพาะเป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของการทดสอบในสัตว์ และได้เพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบความจำอย่างมาก

การเปรียบเทียบกายวิภาคของระบบประสาทของ นก ที่เก็บอาหารไว้และนกที่ไม่เก็บอาหารไว้ได้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับพื้นฐานทางประสาทของความทรงจำเชิงพื้นที่^{[ 38 ]}เดวิด เชอร์รีและเพื่อนร่วมงานของเขาได้ออกแบบการทดลองโดยใช้การเคลื่อนย้ายจุดสังเกต เพื่อแสดงให้เห็นว่านกที่เก็บอาหารไว้อาศัยความทรงจำเชิงพื้นที่และเบาะแสจุดสังเกตในการค้นหาอาหารที่เก็บไว้ และการเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ในลักษณะของอาหารที่เก็บไว้ไม่มีผลต่อการดึงอาหารออกมา พวกเขาสามารถแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในการสร้างเซลล์ประสาทมีความสัมพันธ์โดยตรงกับพฤติกรรมการเก็บอาหาร พฤติกรรมการเก็บอาหารจะถึงจุดสูงสุดในเดือนสิงหาคม ต่อเนื่องไปตลอดฤดูหนาว และลดลงในฤดูใบไม้ผลิ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าปริมาณของเซลล์ประสาทที่เพิ่มเข้าไปในฮิปโปแคมปัสก็ถึงจุดสูงสุดในช่วงเดือนสิงหาคมและฤดูหนาว และลดลงในฤดูใบไม้ผลิ การใช้รอยโรคในฮิปโปแคมปัสแบบเลือกเฉพาะ ได้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุและผล รอยโรคขัดขวางการดึงอาหารที่เก็บไว้และพฤติกรรมเชิงพื้นที่อื่นๆ อย่างไรก็ตามไม่มีผลต่อการเก็บอาหารจริง ฮิปโปแคมปัสได้รับการระบุว่าเป็นโครงสร้างสำคัญสำหรับความจำเชิงพื้นที่ในมนุษย์ และการศึกษาพฤติกรรมของนกที่เก็บอาหารไว้และสัตว์อื่นๆ มีอิทธิพลอย่างมากต่อมุมมองนี้^{[ 27 ] [ 38 ]}เชอร์รีและเพื่อนร่วมงานของเขายังสามารถแสดงให้เห็นว่านกที่เก็บอาหารไว้มีฮิปโปแคมปัสที่ใหญ่กว่านกที่ไม่เก็บอาหารไว้มาก หากไม่มีเทคนิคต่างๆ เช่น การติดฉลากเซลล์ การย้อมสีเซลล์ประสาท และการวิเคราะห์หลังการตายอย่างระมัดระวัง การศึกษาเปรียบเทียบเหล่านี้ก็จะเป็นไปไม่ได้^{[ 38 ]}

นกขับขานเป็นแบบจำลองสัตว์ที่ยอดเยี่ยมสำหรับการศึกษาการเรียนรู้และความจำทางการได้ยินนกเหล่านี้มีอวัยวะสร้างเสียงที่พัฒนาอย่างสูง ซึ่งทำให้พวกมันสามารถสร้างเสียงร้องที่หลากหลายและซับซ้อนได้ การทำลายระบบประสาทด้วยสารพิษสามารถใช้เพื่อศึกษาว่าโครงสร้างสมองเฉพาะใดเป็นกุญแจสำคัญสำหรับการเรียนรู้ประเภทนี้ และนักวิทยาศาสตร์ยังสามารถควบคุมสภาพแวดล้อมที่นกเหล่านี้ได้รับการเลี้ยงดูได้อีกด้วย นอกจากนี้ การใช้ MRI เชิงฟังก์ชันยังช่วยให้สามารถศึกษาการตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางการได้ยินที่แตกต่างกันในร่างกายได้^{[ 39 ]}ในการทดลองกับนกขับขาน การใช้วิธีการทั้งสองนี้ได้นำไปสู่การค้นพบที่น่าสนใจมากเกี่ยวกับการเรียนรู้และความจำทางการได้ยิน เช่นเดียวกับมนุษย์ นกมีช่วงเวลาที่สำคัญที่พวกมันต้องได้รับการสัมผัสกับเสียงร้องของนกโตเต็มวัย ระบบการรับรู้ของการสร้างเสียงและการจดจำทางการได้ยินนั้นคล้ายคลึงกับในมนุษย์ และการทดลองได้แสดงให้เห็นว่ามีโครงสร้างสมองที่สำคัญสำหรับกระบวนการเหล่านี้^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}

สัตว์ฟันแทะเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็กที่สามารถเรียนรู้ แสดงพฤติกรรมที่ซับซ้อน และมีต้นทุนการเลี้ยงดูค่อนข้างต่ำ พวกมันเป็นสัตว์ที่เหมาะสำหรับการศึกษาความจำ การประเมินการเรียนรู้และความจำในสัตว์ฟันแทะถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานาน และมีวิธีการทดลองมากมายที่ใช้ โดยทั่วไป การทดสอบความจำเชิงพื้นที่จะใช้การออกแบบเขาวงกตที่สัตว์ฟันแทะต้องวิ่งในเขาวงกตเพื่อรับรางวัลเป็นอาหาร^{[ 44 ] [ 45 ]}การเรียนรู้สามารถแสดงให้เห็นได้เมื่อสัตว์ฟันแทะลดจำนวนข้อผิดพลาดหรือการเลี้ยวผิดโดยเฉลี่ย เทคนิคที่ทำให้เกิดความไม่พึงประสงค์ เช่น เขาวงกตน้ำมอร์ริสก็สามารถใช้เพื่อศึกษาความจำเชิงพื้นที่ได้เช่นกัน หนูจะถูกวางไว้ในน้ำขุ่นที่ล้อมรอบด้วยกำแพงสูงชันที่มีเบาะแสเชิงพื้นที่ การเรียนรู้จะแสดงให้เห็นเมื่อหนูว่ายน้ำไปตามเส้นทางที่ตรงกว่าไปยังแท่นที่มองไม่เห็น สัตว์ฟันแทะขนาดเล็กยังสามารถปรับสภาพได้ง่ายโดยใช้เทคนิคการหลีกเลี่ยงรสชาติหรือการหลีกเลี่ยงกลิ่น การทำรอยโรคที่เป็นพิษต่อระบบประสาทในสัตว์ฟันแทะที่ปรับสภาพเหล่านี้เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการศึกษาพื้นฐานทางประสาทของการเรียนรู้และการจดจำแบบหลีกเลี่ยง^{[ 46 ]}

นักจิตวิทยาที่ทำงานกับสัตว์สันนิษฐานว่าสิ่งที่พวกมันเรียนรู้สามารถนำไปใช้กับสมองของมนุษย์ได้ ความทรงจำเป็นระบบที่ซับซ้อนซึ่งอาศัยปฏิสัมพันธ์ระหว่างส่วนต่างๆ ของสมองหลายส่วน เพื่อให้เข้าใจความทรงจำอย่างถ่องแท้ นักวิจัยต้องรวบรวมหลักฐานจากการวิจัยในมนุษย์ สัตว์ และการพัฒนา เพื่อสร้างทฤษฎีกว้างๆ เกี่ยวกับวิธีการทำงานของความทรงจำ การเปรียบเทียบภายในสายพันธุ์เดียวกันเป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างเช่น หนูแสดงพฤติกรรมที่ซับซ้อนมาก และโครงสร้างส่วนใหญ่ในสมองของพวกมันก็คล้ายคลึงกับของมนุษย์ เนื่องจากมีโครงสร้างที่ค่อนข้างง่าย ทากจึงมีประโยชน์สำหรับการศึกษาว่าเซลล์ประสาทเชื่อมต่อกันอย่างไรเพื่อสร้างพฤติกรรมที่สังเกตได้ แมลงวันผลไม้มีประโยชน์สำหรับการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนกับพฤติกรรม เนื่องจากสามารถเพาะพันธุ์หลายรุ่นที่มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมได้อย่างรวดเร็วในห้องปฏิบัติการ^{[ 28 ]}