ne kadar büyük kapasitesi olursa, bu materyal o kadar hızlı öğrenilir.

Sinaptik güçlendirme, parçaların kısa süreli hafızadan uzun süreli hafızaya nakledilme işlemidir. Edinmeden birkaç dakika veya saat sonra, engram (uyaranların beyinde bıraktığı iz) sinaps bünyesinde şifrelenir ve dışarı kaynakların etkilerine karşı dirençli hale gelir.

Uzun süreli hafıza doğal unutma işlemleri sırasında zayıflayabileceğinden, koruyucu prova (birçok tekrar) yapılması gerekebilir, bu sayede uzun süreli hafıza muhafaza edilebilir. Aralıklı tekrarın prensipleriyle alakalı olarak, bireysel geri almalar artan zaman aralıklarıyla görülebilir ve bu, genellikle materyale verilen öneme bağlı olarak, yansıtma veya kasıtlı geri çağırma yöntemleriyle doğal olarak gerçekleşebilir. Geri çağırma yolu olarak test etme yöntemleri kullanmak, geri alma ve geri denetim ile uzun süreli hafızaya yardımcı olan test etme etkisine yol açabilir. 
Bazı teoriler uykunun iyi düzenlenmiş uzun süreli anıları yapılandırmada önemli bir faktör olduğunu göz önünde bulundurur. Uyku, yeni anıları güçlendirmede önemli bir rol oynar.

Tarnow’un teorisine göre, uzun süreli anılar rüya biçimde şifrelenir (Penfield & Rasmussen’in korteksin elektriksel uyarılmalarının rüya benzeri deneyimlere sebep olması bulgularını içeren çalışmalarına ithafen). Uyanık yaşamda, bir yönetsel işlev uzun süreli hafızayı, gerçeklik ile paralel olarak yorumlar (Tarnow, 2003). Teoride daha sonra ileri sürüldüğüne göre, bellekte depolanan bilgi, nasıl öğrenildiğinden bağımsız olarak, o anının kullanıldığı öznenin bilinci dışında bile olsa; belirli bir görev üzerindeki performansı etkileyebilir. Yeni edinilmiş bildirimsel bellek izlerinin REM dışı uyku sırasında, uzun süreli depolama için gereken hippokampo-neokortikal aktarımını teşvik amacıyla yeniden aktif duruma getirildiği düşünülüyor. Yeni bildirimsel anılar özellikle hızlı göz hareketi olmayan 2.evre uykusu sonrasında geri çağrılırsa daha kolay hatırlanırlar. Anıların uyku sırasında etkinleştirilmesi, belirli sinir ağlarında kalıcı sinaptik değişimlere neden olabilir. Yüksek iğ aktivitesi, düşük salınım aktivitesi ve delta dalgası aktivitesi; bildirimsel bellek güçlendirmesine REM dışı uyku sırasında katkıda bulunurlar. Öğrenme sırasında, uyku iğleri, nöronsal olarak aktif üst kısımlara düşük salınımlar içerisinde yeniden dağılım gösterirler. Uyku iğleri, sinaptic değişimleri başlatmaları nedeniyle dolayısı ile uyku sırasında anı güçlendirmeye katkıda bulunurlar. Burada, uykunun rolünü insan bildirimsel hafızasına da uygulanabilen görevlerle kıyaslanabilen nesne-mekan tanıma görevinde incelemiş olduk: Bu tek denemelik, hipokampüse bağımlı olan, stressiz ve aynı canlı tarafından tekrarlanabilen bir görevdir. Uyku yoksunluğu uyanıklık ve uyarılma seviyelerini öğrenme ve hafıza gibi belirli bilişsel işlevlerin verimliliğini düşürür.

Uykunu hafızanın saklanmasına faydalı olduğu teorisi yeni bir fikir değil. Ebbinghaus’un 1885’de unutma üzerine yaptığı deneyden beri ortada. Yakın zamanda Payne ve meslektaşları ve Holtz ve meslektaşları tarafından da benzer çalışmalar yürütüldü. Payne ve meslektaşlarının deneyinde, katılımcılar rastgele seçilip iki gruba ayırıldılar. İki gruba da anlamsal olarak bağlantılı veya bağlantısız sözcük ikilileri verildi ama bir grup bu bilgileri saat 09:00’da aldı, diğer grup ise 21:00’da. Katılımcılar 30 dakika, 12 saat veya 24 saat gibi farklı aralıklarla, kelime ikilileri üzerinden test edildiler. Öğrenme ve test edilme arasında uyuyan katılımcıların hafıza testinde daha başarılı oldukları bulundu. Bu, daha önce Jenkins ve Dallenbach (1924) tarafından bulunan sonuçlarla benzerdir. Ayrıca, bildirimsel belleğin duygusal bellek, anlamsal bellek ve direkt şifreleme gibi birçok alanının da uykudan etkilendiği bulunmuştur.

Holtz un bulgularına göre, uyku bildirimsel belleğin sadece güçlendirilmesinde değil, işlemsel bellekte de etkili. Bu deneyde, 50 ergen katılımcıya günün iki farklı saatinde, kelime ikilileri(bildirimsel belleği temsil eden) veya parmak vurma görevi(işlemsel belleği temsil eden) öğretildi. Parmak vurma görevi en iyi uykudan hemen önce şifrelendiği ve hatırlandığı ancak kelime ikililerinin en iyi akşamüstü 3’ten sonra şifrelendiği sonucuna varıldı.

Beyin, bir bilgisayarın sabit diskinde yaptığının aksine belleği bütün bir yapıda depolamaz, onun yerine farklı tiplerdeki bellekler beynin farklı bölümlerinde depolanır. Uzun süreli bellek, açık bellek ve örtülü bellek olmak üzere iki ana başlığa ayrılır.

Açık Bellek

Açık bellek, bilinçli olarak ulaşılabilir olan tüm bellekleri kapsar. Bu bellekler hipokampus, entorinal korteks ve perirhinal kortekste kodlanır, fakat başka bir yerde pekiştirilir ve saklanır. Bu depolamanın yeri kesin olarak bilinmemekle beraber frontal korteksi bunun için en uygun aday olarak görülmektedir. Meulemans ve Van der Linden (2003) ‘in araştırmasında orta şakak loblarında hasar görülen amnezi hastalarının açık öğrenme testlerinde sağlık kontrollerinden daha zayıf performans gösterdikleri bulunmuştur. Fakat, aynı amnezi hastaları, sağlık kontrolleri ve örtülü öğrenme testlerinde benzer performans göstermişlerdir, bu da gösterir ki orta şakak lobu açık öğrenmede rol alırken, örtülü öğrenmede rol almaz.

Açık belleğin üç ana alt bölümü vardır.

Olaysal Bellek

Olaysal bellek belirli bir zamanda olan olaylar için ayrılan bellektir, olayların oluşumunu ve geri çağırmayı içerir. Bazı örnekleri, birisinin ismini ve en son etkileşimde neler olduğunu hatırlamaktır. Spaniol ve arkadaşları tarafından gerçekleştirilen deneyler, altmış beş yaşının altındaki bireylerin olaysal belleklerinin 18 ve 25 yaş aralığındaki bireylerden daha zayıf olduğunu göstermiştir, çünkü olaysal bellek bağlamsal bellek gerektirir.                

Anlamsal Bellek                              

Gerçeklere dayalı bilgi birikimidir, kelimelerin anlamları gibi. Olaysal belleğe zıt olarak, büyük ihtimalle anlamsal bellek bağlamsal belleğe bağlı olmadığından, 65 yaş üstü bireylerin ve 18 ve 25 yaş arasındaki bireylerin anlamsal bellek açısından farklılık göstermezler.

Otobiyografik Bellek

Olaylara ve kişisel tecrübelere ayrılmış bellektir, olaysal belleğe benzer fakat sadece kişinin direkt olarak kendisiyle ilgili tecrübelerini içerir. Conway ve Pleydel-Pearce (2000) bunun öz bellek sisteminin bir ögesi olduğunu savunmaktadır.

Örtük Bellek

Örtük bellek (prosedürel bellek) objelerin kullanımı ya da vücut harekerlerini içerir, bir kalemi doğru olarak kullanmak, araba kullanmak ya da bisiklet sürmek gibi. Bu bellek kodlanır ve stratiumda ya da bazal ganglionun diğer kısımlarında depolandığı tahmin edilmektedir. Bazal ganglionun prosedürel bellek ve diğer beyin yapıları arasında aracı olduğuna ve hipokampüsten bir hayli bağımsız olduğuna inanılır. Manelis, Hanson ve Hanson (2011) tarafından yapılan bir araştırmada parietal ve oksipital bölgelerin yeniden aktif hale getirilmesi örtük bellekle ilişkilendirilmiştir. Prosedürel bellek bildirimsel olmayan ya da bilinçdışı bellek olarak kabul edilir, hazırlama ve çağırışımsal olmayan öğrenmeyi içerir.

Diğer bellek kategorileri uzun süreli bellek tartışmasıyla ilişkili olabilir.

Duygusal bellek, belirli bir güçlü duygu uyandıran olaylara ayrılmış bellektir, bildirimsel ve prosedürel bellek süreçlerini içerebilir. Duygusal bellek bilinçli olarak ulaşılabilirdir, fakat güçlü, bilinçdışı fizyolojik tepkiler oraya çıkarır. Araştırmalar amigdalanın duygusal durumlarda ileri derecede aktif olduğunu ve hipokampüs ve prefrontal korteksle beraber duygusal olayların kodlanmasında ve pekiştirilmesinde rol oynadığını göstermektedir.

İşleyen bellek, uzun süreli belleğin bir parçası değildir, fakat uzun süreli belleğin işlemesinde önemlidir. İşleyen bellek bilgiyi bilgi unutulmadan ya da uzun süreli belleğe kodlanmadan bilgiyi kısa süreli olarak tutar ve manipule eder. Sonrasında, bir bilgiyi hatırlamak için, bu bilginin işleyen belleğe geri getirilmesi gerekir. İşleyen bellek çok dolu olduğu takdirde uzun süreli belleğin kodlamasını etkileyebilir. Düzgün çalışan bir işleyen bellek daha iyi bir uzun süreli bellek kodlamasını beraberinde getirir.

Günlük minör hafıza kayıpları tamamen normal olmakla birlikte yaş, hastalık ve stres gibi faktörlerle artış gösterebilir. Menopozun ilk dönemindeki kadınlar bu hafıza kayıplarını daha fazla yaşayabilirler. Hafızayla ilgili daha ciddi problemler genel olarak travmatik beyin hasarı ve nöredejenratif hastalıklar kaynaklıdır.

Hafıza hakkındaki bulguların çoğu fareler ve primatların beyinleri üzerindeki yaralı bölgelerle ilgili yapılan araştırmalara dayanır; fakat bazı önemli bulgular ise kaza sonrası beyin travmalarıyla ilgili çalışmaların sonucudur. Son zamanlarda hafızayla ilgili araştırmaların en ünlüsü olan Henry Molaison'ın üzerinde yapılan çalışma, hipokampüs ve para-hipokampal girişi çevreleyen dokuyu ortadan kaldırarak epilepsiyi tedavi etmek üzerinedir. H.M.'in operasyonu takiben yaşadığı total antrerograd amnezi ve kısmi retrograd amnezi, hafıza fonksiyonlarının lokalizasyonuna ilk kanıt oldu. Ayrıca deklaratif ve prosedüral hafıza arasındaki farkı açıklığa kavuşturdu.

Çoğu nörodejenratif hastalık hafıza kaybına neden olabilir. Bu hastalıklardan en yaygın ve üzerinde en çok çalışılmış olanları: Alzheimer, Parkinson, Multiple Skleroz, Şizofreni ve demanstır. Bu hastalıklardan hiçbiri özellikle hafızayla ilgili olmamakla beraber, hafıza kaybı genellikle yaygın nöron bozulmasının bir sonucudur. Günümüzde bu hastalıkların hala bir tedavisi yoktur; ama kök hücreler, psikofarmatoloji ve genetik mühendisliği alanlarında yapılan çalışmalar umut vericidir.

Alzheimer hastaları, genel olarak, alışık olduğu güzergahlarda ani olarak kaybolmak, eşyalarını uygun olmayan yerlere koymak ve var olan hatırlarını kısmi olarak ve tamamen kaybetmek gibi semptomlar gösterir. Araştırmacılar Alzheimer'ın hastaların hafızası üzerindeki etkisini görmek için sıklıkla Deese-Roedinger—Mcdormott paradigmasını kullanır. DRM paradigmasındaki hastaya belli