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La memoria permite retener experiencias pasadas y, según el alcance temporal, se clasifica convencionalmente en: memoria a corto plazo (consecuencia de la simple excitación de la sinapsis para reforzarla o sensibilizarla transitoriamente), memoria a mediano plazo y memoria a largo plazo (consecuencia de un reforzamiento permanente de la sinapsis gracias a la activación de ciertos genes y a la síntesis de las proteínas correspondientes). El hipocampo es una estructura del cerebro relacionada con la memoria y aprendizaje. Un ejemplo que sustenta lo antes mencionado es la enfermedad de alzheimer que ataca las neuronas del hipocampo lo que causa que la persona vaya perdiendo memoria y ni siquiera recuerde en muchas ocasiones a sus familiares.
En términos prácticos, la memoria (o, mejor, los recuerdos) es la expresión de que ha ocurrido un aprendizaje. De ahí que los procesos de memoria y de aprendizaje sean difíciles de estudiar por separado.