Первая группа структур, к которым относится гиппокамп и связанные с ним определенные отделы ретикулярной формации, получает большой приток информации от ретикулярной формации и коры головного мозга. Эти структуры реагируют однотипно на разные стимулы и имеют большой процент нейронов, осуществляющих торможение определенных форм деятельности. Истинным раздражителем этих структур является степень новизны раздражителя. При постоянстве окружающей среды нейроны гиппокампа находятся в активном состоянии. При любых изменениях в окружающей обстановке разряд в этих структурах полностью гасится. При постоянстве внешней обстановки гиппокамп тормозит активность ретикулярной формации. Изменение обстановки приводит к растормаживанию ретикулярной формации, что обеспечивает мобилизацию внимания и регистрацию нового раздражителя. При повторном воздействии раздражителя растормаживание ретикулярной формации происходит на все более короткое время и постепенно затухает. Одновременно с этим прекращается и процесс регистрации. Таким образом осуществляется отбор информации для ее регистрации и поддерживается необходимый рабочий уровень всей системы.
Другие структуры лимбической системы мамиллярные тела, передние ядра таламуса и часть лимбической коры могут быть отнесены ко второму классу структур, осуществляющих кодирование информации. Так, часть нейронов в мамиллярных телах, к которым приходят импульсы из гиппокампа,
отвечают на раздражение уже не однотипно, а соответственно их длительности, проявляя способность к оценке временных параметров поступающей информации. Нейроны передних таламических ядер, к которым попадает импульсация из мамиллярных тел, работают уже с высокой избирательностью, так как активно отвечают на одни раздражители, хуже на другие и совсем не отвечают на третьи. Эти нейроны мономодальны и проявляют избирательность даже в пределах раздражителей одной модальности. Некоторые из этих нейронов слабо отвечают, например, на чистые тоны, но сильно и более устойчиво реагируют на «натуральные» звуки: слова, слоги, свист. Так, различаются звуки С, Ш, Ж, З или даже один и тот же звук, произнесенный в разном тембре.
Лимбическая кора, входящая в эту же систему структур, является в значительной степени проекционной зоной передних ядер таламуса. Особенность состоит в том, что активность ее нейронов гасится не постепенно, а выключается сразу без привыкания, что обеспечивает еще один вид кодирования информации. Таким образом, эти структуры, как показывают проведенные исследования, работают по разному принципу и осуществляют по крайней мере три вида кодирования информации: временной, качественный и пороговый.
Оба класса структур лимбической системы функционируют в тесном взаимодействии. Если в первом фоновом цикле регистрация угасает, то второй цикл, кодирующий информацию, отключается.
Изучение лимбической системы показывает ее функциональную неоднородность, так как различные стороны процесса регистрации поступившей информации обеспечиваются различными ее образованиями.
Характерная черта дефекта памяти при поражении структур гиппокампова круга не только распространение его на все виды материала, независимо от их модальности, но и то, что нарушение памяти касается преимущественно недавних событий, а память на отдаленные события сохраняется. Это позволяет думать, что эти образования мозга имеют значение в формировании стабильных следов памяти, так как при их повреждении не отмечается перенос следов в долговременную память. Эти данные, несомненно, свидетельствуют о том, что для образования долговременной памяти требуется какой-то дополнительный процесс, обозначаемый как процесс или фаза консолидации следа. Такие факты трудно объяснить иначе, как наличием различных механизмов для кратковременной и долговременной памяти и признать, следовательно, существование по крайней мере двух различных видов памяти.
Приведенные данные позволяют считать, что глубинные структуры мозга в области височных долей, иными словами, структуры гиппокампа, содержат механизм закрепления следов, который некоторыми авторами (в том числе отечественными неврологами Л. П. Латашом и Л. Т. Поповой) назван первичным механизмом памяти. Однако пока еще не ясно, являются ли описанные нарушения памяти первичными вследствие повреждения первичных механизмов памяти (если таковые имеются), либо вторичными вследствие повреждения структур, связанных с другими функциями мозга. На животных получены противоречивые данные.
Деление памяти на кратковременную и долговременную соответствует многим экспериментальным фактам. Так, показано, что фаза кратковременной памяти, в течение которой происходит консолидация следа памяти, легко ранимая стадия. Если в этот период мозг подвергается сильному электрическому раздражению, химическому воздействию, например, наркозу или механической травме, то консолидация нарушается и человек забывает события, непосредственно предшествовавшие этому воздействию. По мнению ряда исследователей, на все события, происходящие за 3060 минут и более до неблагоприятного воздействия, память сохраняется, так как они прошли период консолидации. После того как завершился период консолидации, информация удерживается очень прочно. Никакие физические, химические, механические воздействия, совместимые с жизнью, уже не могут ее искоренить. Даже охлаждение организма до очень низких температур, когда исчезает совершенно электрическая активность мозга, не приводит к забыванию событий. При восстановлении нормальной температуры сознание и память возвращаются. Это дает основание утверждать, что наряду с первой динамической фазой памяти существуют и статические ее механизмы, обеспечивающие долговременное хранение информации.