記憶的要素
記憶的要素記憶的形成取決於多個因素，包括時間、重要性、目的、內容、強度以及刺激源——記憶的基本要素。每一個因素都會影響到人類記憶力的質量和可達性。
1.感知
烤麵包和咖啡散發出來的味道、我們赤裸的雙腳下冰涼的草皮、鳥兒在歌唱、蔚藍的天空……我們能夠分辨出種種色彩、感覺、聲音、味道，全在於我們的大腦和它與我們感知體系的聯繫。
這個世界充滿了各種我們能感知的事物，即各種各樣的能量或結構皆能轉變為感覺。感覺是眼睛、耳朵、鼻子、舌頭和其他感官的活動，這些特定的器官可以對熱、冷和壓力做出反應。沒有大腦，感覺自身沒有什麼特別的意義，因為它不過是把震動、光線、有氣味的分子這些物理刺激轉變為神經衝動。大腦對神經衝動的解釋，使我們能夠感覺到我們生存的這個世界中的各種顏色、形狀、聲音和感情。
視覺、嗅覺、味覺、感覺、聽覺——這5種感官是信息從外部的大千世界進入人腦的主要途徑。通過這些通道，所有的數據得到記錄，並逐漸積累成為構成記憶基礎的豐富原料。羅馬帝國的基督教思想家聖奧古斯丁曾說，這5種感官是通向「記憶的殿堂」里廣闊空間的「特定的入口」。
在人體內部的中心，有一個巨大的神經系統，神經系統在身體各部都有神經線分支，可以捕捉外界不斷循環的信息。而這種「信息的捕捉」正是通過人的5種感官來實現的。
每一種感官都有一個相對應的波長。根據不同的情況，這些視覺、聽覺、味覺、嗅覺的電波會被不同的人體器官接收，同時，它們還會被遍布人體各部、能夠激活各種感覺的器官——皮膚接收。感官所捕捉的信息將會被大腦的特定部位持續不斷地識別、分析、加工處理。接收來自人體外部的信息叫做感受外界刺激的信息。但是人也能感受到來自身體內部的信息，如疼痛或喜悅。
⊙我們的感覺
古希臘哲學家亞里士多德把人類的5種感覺——聽覺、嗅覺、觸覺、味覺和視覺比為我們大腦進行感知的5個窗口。這些窗口只能接收信息而不能對信息進行分析。感覺不像普通的窗口，因為它要把所有外部世界發生的事情（比如一聲喊叫或溫度下降）轉變為大腦能夠解讀的電子神經衝動。這些神經衝動允許大腦進行感知。此外，我們的感覺也不像普通的窗戶那樣，能夠允許各種事物通過。所有的刺激中只有一小部分能夠產生大腦可以解釋的神經衝動。
如果不是這樣，我們就會被時刻環繞在我們周圍的各種聲音、圖像、氣味及其他感覺弄懵。事實上，我們僅注意到許多潛在信息中的一小部分，其他的都被忽略，就像我們忽略無線電廣播中的背景噪音一樣。
在無線電傳輸中，信號與噪音的區別很明顯：信號是一段信息，噪音是無序的或者可能是一段無關的信息碰巧用同樣的頻率播出。同樣，在我們的神經系統中，信號是我們正在注意的神經活動，其他的是噪音。例如，當你讀這段文字時，文字是信號；其他人的談話聲或你餓了的感覺，都可以看成為「噪音」。
⊙數據消減系統
通過過濾外界的噪音，我們的大腦使我們免於被信息淹沒。感覺吸收信息，然後大腦進行過濾，只保留它可以做出反應的信息量。雞尾酒會現象對大腦扮演的這種數據消減系統角色做了很好的說明。在酒會上與他人交談時，我們通常不會注意到我們自身周圍其他話題，但我們可以瞬間轉換話題。如果某個人在我們的聽力範圍內叫我們的名字，或提到我們感興趣的話題，我們的注意力可能會馬上轉移。猛然聽到談話中的一部分，我們會促使自己傾聽他們的談話。我們在任意時間感知到的事物都會立刻引起我們有意識的關注，這就是注意力。從大腦活動層面來看，注意力和感知是不能簡單地進行分割的。
⊙信號入口
我們的感覺過濾我們許多潛在的信號。一些潛在的信號，比如一名警察鞋子的顏色是一個不會引起別人注意的信號。另外一些信號，像你鼻樑上眼鏡的重量，是一種持續的信號，你很快對它們做出反應。還有一些信號，比如遠處烏鴉扇動翅膀的聲音，你根本無法接收到。早期的心理學家古斯塔·費克納、威廉·馮特、愛德華·布拉德福·撒切爾對於引起刺激的閾限非常感興趣。他們會問：人眼所能感知的最弱光亮是多少？耳朵所能聽到的最輕微的聲音是多少？手能感覺到的最輕的觸摸是多少？
——感知系統的絕對閾限——
這裡有一些擁有正常感覺靈敏度的人所無法察覺的刺激。
感知系統所能察覺的最小刺激
視覺空曠漆黑的夜晚，48千米處蠟燭的火苗
聽覺在絕對安靜的屋子裡6米處手錶的嘀嗒聲
味覺一桶7.5升純凈水中加入一茶匙糖
嗅覺6間房子內加入一滴香水
觸覺距離你臉頰2.5厘米的地方，一隻扇動翅膀的蜜蜂
為了回答這些問題，研究人員測量了物理刺激量和它們產生的效果，此舉為精神物理學奠定了基礎。起初，精神物理學家認為他們能夠測量出引起感覺的最小刺激量。但是不久他們發現這行不通，因為一些人比其他人更加敏感，而且一個人的閾限也是隨著時間而改變的。你可以非常容易地證明你自己的閾限如何變化。拿一隻走動的鬧鐘，把它放在你房間的一端，然後走遠一點，直到你聽不見鬧鐘發出的滴答聲。現在往回慢慢走，直到你能再次聽到鬧鐘聲為止。這一點就是你受刺激的閾限。但是如果你靜靜地站在那裡幾秒鐘，鬧鐘聲有可能消失或者變大。為了再次找到你的刺激閾限，你不得不前傾或後仰。因此，費克納認為，閾限不是固定不變的。費克納還推論說，存在這樣兩個點：在其中一點，任何刺激都可以感受到，而在另一點任何刺激都無法感受到。在這兩點中間，所檢測到的閾限應該是上下限的50%。費克納稱其為絕對閾限。
⊙恰可察覺差
早期的精神物理學家不僅想知道引起感覺的最小刺激量，而且想知道能夠感受到的刺激量之間的差別。比如，有2隻貓，一隻重0.9千克，另一隻重1.8千克，在你蒙上眼的情況下，你可以輕鬆分辨出哪只比較重。但是如果一隻貓重0.96千克，另一隻重1.02千克，你就可能無法分辨出哪只比較重。歐內斯特·韋伯認為兩個刺激量之間的恰可察覺差是一種比例而不是常量。在研究了相當一部分人後，韋伯認為重量的恰可察覺差是1/53。這就是說一個通常能夠舉起90千克的人可能覺察不出增加了0.9千克的重量，但可以覺察出增加了2.3千克的重量，因為2千克超過了0.9千克的1/53。一個能舉136千克重物的人在增加了2.7千克或更重的重量時，才能感到重量的增加。這就是韋伯法則，它不僅僅適用於重量，而且適用於味覺、亮度、響度。不同的人或一個人在不同的時間對於不同刺激的承受水平是不同的。
⊙現代的研究方法
在感覺與感知的研究中，重點不是測量絕對閾限和恰可察覺差。相反，現代科學家關注大腦是如何發現神經活動與感知之間的聯繫的。研究神經體系如何運作的稱之為神經系統科學。這一研究領域建立在對人類行為、動物、精神病人以及神經學和解剖學的研究基礎之上。
也許最重要的事實在於神經系統科學家擁有精密的儀器使得他們可以探測、勘查大腦活動，而這些手段在幾十年前還無法應用。精神物理學家能夠測量單個神經細胞的活動，並且通常能確認我們對刺激做出反應時所牽扯的特定的大腦區域。研究顯示，在我們如何感知與我們如何在大腦中呈現外界事物兩者之間存在著密切的聯繫。哈佛大學心理學家史蒂芬·考斯林和他的同事們進行了一系列研究。他們向參與此項研究的人員展示了一幅圖景。在這幅圖景中，有一些清晰的、能夠辨認的標記。在參與者仔細觀察這幅圖景后，圖景被拿走。令人驚異的是，當研究人員要求受測試者設想圖景中任意兩點的距離時，受測者完成此項測試所花費的時間同任意兩點的實際距離有直接的比例關係——兩點之間的距離越遠，受測者所花費的時間越長。
⊙視覺
我們大腦所形成的圖像不是平面的，而是三維的，有高度、寬度、深度。我們能夠在精神上移動這些高度、寬度和深度，以便從不同的角度觀測它們。根據考斯林的研究，如果問我們下頁圖中的青蛙是否有嘴唇和尾巴的話，我們會先從大腦圖景的一端來觀察青蛙，然後在大腦中將圖景旋轉再從另一端來觀察它。如果青蛙的尾巴與嘴唇在同一端，我們回答上述問題所花的時間就比較少。不僅你的青蛙3D圖像來自你的其他感官，而且有關青蛙的其他特徵也來自你的其他感官。比如，你的青蛙圖景可能還包括青蛙的皮膚肌理、青蛙的叫聲、青蛙的腿部力量等。同樣，你大腦中形成的玫瑰可能有你無法用語言描述的香味。也許，這朵玫瑰還帶著尖銳的刺。儘管你大腦中的圖景不是完全可見的，但可見的絕對是這些事物現實中最顯著的特色。
人類的視覺
我們對於人類視覺與視覺體系所做的實驗遠多於對其他感知體系所做的實驗。我們的眼睛是我們大腦的延伸，它沿著神經細胞突出在頭部的前沿。這些神經束使我們的大腦和眼睛聯繫緊密。實際上，在參與將我們的神經網路與外界聯繫的細胞中，有40%的細胞來自於眼睛。
你頭腦中關於這隻青蛙的圖景是三維的，這幅圖景還包括其他一些特徵，比如青蛙皮膚的肌理等。
色彩視覺
每隻眼睛的視網膜包含了7000萬個視錐細胞（一種在視網膜上感受光線和色彩的感光細胞），視錐細胞的數量幾乎是桿狀細胞的20倍。那些感光細胞則被壓縮在一塊只有棉紗厚薄、郵票大小的區域里。桿狀細胞與視錐細胞有著各自不同的功能。桿狀細胞比視錐細胞對光更加敏感。實際上，兩種細胞對光都很敏感，以致其在正常的光線條件下都無法很好地發揮作用，因此主要在黑暗中發揮作用。同時，視錐細胞也需要較好的光線才能發揮作用。它們使得我們可以看清細節和色彩。
儘管視錐細胞和桿狀細胞有著不同的功能，但它們對光線的反應是相似的。當它們吸收光線時，兩者所含的吸收光線的分子都發生變化。比如，桿狀細胞含有微光感受器——視紫紅質，這是一種非常敏感的化學物質，單個的光子都可以打散它的一個分子。當視紫紅質被打散后，它就會引發一種神經信號。如果桿狀細胞要繼續對光線做出反應，視紫紅質的各組成部分就要重新結合。正因為這種重新組合需要在黑暗中進行，所以桿狀細胞才不能在白天很好地發揮作用。
視紫紅質的微光感受器的再生很大程度上依靠維生素A和某些特定的蛋白質。橙色的食物比如胡蘿蔔和杏都富含維生素A。所以說吃胡蘿蔔可以獲得很好的夜視能力是對的。在那些缺少富含維生素A的食物的地區，夜盲症比較普遍。
有關色彩視覺的理論
如果我們把彩虹中的7種色彩混合在一起，那麼結果是白光。如果我們僅選其中3種色彩——藍、綠、紅，結果仍舊是白光。如果我們僅選取上述3種色彩中的兩種，我們就有可能得到我們所看得見的所有顏色。
最後一種情況是三色視覺理論的基本出發點。這個理論首先由生理學家托馬斯·楊（1773～1829年）提出並最終獲得承認。生理學家赫爾曼·赫爾姆霍茨對三色視覺理論進行擴充。根據楊—赫爾姆霍茨理論，將紅、綠、藍這3種不同波長的顏色混合，我們可以得到所有的色彩。因此眼睛只需要3種感色細胞。一種主要對紅色做出反應，另一種對綠色，還有一種對藍色。這些感色細胞體系的不同活動水平可以使我們感知不同的色彩。對色盲人群的研究顯示出楊和赫爾姆霍茨是對的，但這一過程用了100多年的時間。最後，科學證實人類的視網膜上含有3種類型的視錐細胞：一種主要對長波（紅光）有反應，另一種主要對中波（綠光）有反應，第三種對短波（藍光）有反應。
色盲
如果這3種類型視錐細胞的活動是幫助我們分辨顏色，那麼一種或幾種視錐細胞體系的缺陷所產生的結果是可以預料的。例如，視錐細胞體系不發揮作用的人群，他們眼中的世界就只有黑色、白色，一切都灰濛濛的。他們要麼視力很差，要麼白天什麼也看不見。事實上的確存在這種情況，儘管比較稀少。僅有一種視錐細胞發揮作用的人群，在白天和夜晚都有正常的視力，但是他們無法區分顏色，因為他們僅能看見一種色彩密度。這種情況也比較少，但確實存在。有兩種視錐細胞發揮功能的人能夠看見很多色彩，但是會把某些特定的色彩弄混，而其他人則不會。實際上，有10%的人存在這種情況，他們當中90%是男人。經常被混淆的顏色是紅色與綠色，最不常見的是藍綠色盲。在許多情況下他們不是完全混淆，很明亮的色彩仍能被分辨出。這一方面是因為色彩明亮，另一方面是因為色彩是一個主觀的反應，許多患有色盲的人都意識不到這一點。
三色視覺理論沒有解釋色彩視覺的所有方面。在赫爾姆霍茨進一步發展楊的理論50年後，神經學家尤恩·海瑞（1834～1918年）指出，我們似乎沒有從純色彩方面考慮問題，這有可能也是這個理論的基礎。相反，如果我們讓人們說出純色彩的名字，他們會說出4種主要顏色：紅、綠、藍、黃。這4種顏色代表著兩對互補色或相反色：紅色與綠色相對，藍色與黃色相對。我們無法設想帶綠的紅色或者帶藍的黃色，這就像沒有帶黑的白色一樣。因此，海瑞的對立過程學說能夠更好地解釋色彩視覺。這個體系包含3個獨立的通道，對應著3對互補色：紅—綠，藍—黃和黑—白。
眼睛與大腦
眼睛對光波做出反應，並把它們翻譯成神經信號傳遞給大腦。正是大腦解釋信息，感知顏色、形狀、質地和運動。把眼睛與大腦連接起來的是視覺神經。眼睛右半部分接收的信號傳遞給大腦左半球。眼睛左半部分接收的信號傳遞給大腦右半球。視覺信號的主要目的地是大腦的最後部——視覺皮質，也叫枕葉。視網膜上的影像是倒置的，並且比實際的物體小。視覺皮質將影像正過來並進行詮釋，以便使其看起來像實際的物體。
——眼睛的結構——
眼睛是一個圓形的器官，被包裹在堅硬的且有彈性的鞏膜中，鞏膜從前方看是白色的（見下圖）。每個眼球都位於骨頭突出的眼窩中並受到複雜的肌肉組織的控制。這些肌肉可以轉動眼睛並改變它們的方向。這些肌肉也可以讓眼睛保持連續的運動。即使你看一些絕對靜止的物體，你的眼睛也在做微小的急速運動。這種運動讓形成的圖像不會消散。
鞏膜在眼睛的最前端，並形成為角膜，它像一扇透明的窗戶。角膜沒有血液，所以角膜移植很少有排斥反應。
角膜後面是虹膜。它是一個有色的圓狀物，在其中心有一個小孔。虹膜賦予眼睛色彩。它中心的小孔稱為瞳孔，光線通過瞳孔進入眼睛。瞳孔的大小由虹膜控制，並決定著進入眼睛的光線量。站在屋子的鏡子前，你就可以非常容易地證實此點，因為在此處你可以控制光線的密度。當有微弱的光線時，瞳孔就放大；當光線強烈時，瞳孔就縮小。瞳孔的後面是晶狀體，它由睫狀肌肉包裹著。睫狀肌肉控制著晶狀體的形狀。晶狀體的主要功能是聚光，以便在眼睛後部的感光細胞能清楚地成像。晶狀體變圓時，你就可以看清近處的物體；當睫狀肌肉把晶狀體拉長時，你就可以看清更遠的物體。
在眼球的後部，是一組感光細胞和輔助神經細胞，稱之為視網膜。視網膜有3層，第一層離眼睛前端最遠，由桿狀細胞和視錐細胞組成。這些細胞感受器把它們接收的信息通過其他細胞層間接地傳遞給大腦。緊挨著桿狀細胞和視錐細胞的是兩級細胞層，它有兩個主要的分支。一個分支同桿狀細胞和視錐細胞相連並受感受器細胞的刺激。另一個分支同直接連接視覺神經的細胞層相連，而連接眼睛與大腦的神經主要是視覺神經。
為了檢驗大腦在視覺感知中的作用，調查人員在剛出生的小猩猩的眼睛上放了一個透明的護目鏡。護目鏡使光線可以通過，但是小猩猩無法看清物體的形狀和樣式。即使將護目鏡摘掉或小猩猩能指引自己的空間運動以後，小猩猩也需要幾個月的時間才能夠辨清物體，而且大部分的小猩猩在護目鏡摘除后，無法獲得正常的視覺。同樣，一出生就呆在黑暗中或帶有眼罩的小貓在打開燈光或摘除眼罩后也無法獲得正常的視覺。在幼年時期失明或無法接觸光線的人類也有類似的經歷。這種對光線的剝奪使大腦與視覺建立聯繫的早期發展階段受到損害。通過對動物的實驗及某些人的個案研究，似乎可以證明早期的視覺刺激對於正常視覺感知的形成具有極其重要的作用。
——視覺失認症——
假如有一缸泡菜，有些人儘管沒有忘記「泡菜」這個詞，但是他們無法叫出泡菜的名稱。雖然他們無法說出泡菜的名稱，卻可以準確地描述泡菜的形狀和顏色。如果允許觸摸或品嘗這些泡菜，他們會立刻說出泡菜的名稱。這種人就是患上了失認症（依靠一種或幾種感官無法辨別事物）。失認症是因為大腦損傷或疾病引起的。有一種非常特殊的失認症叫臉部失認症。患有此症的病人能叫出任意他看到的事物的名字，但是，即便他們能認出一張臉，卻無法輕易地認出這是誰的臉或那些是否是相似的臉孔。比如一位52歲的患有典型臉部失認症的男子可以清楚分辨並說出除了臉部他所看到的一切物體，他也知道臉是什麼，但他甚至無法辨識自己妻子或孩子的臉孔。可當他所認識的人說話時，他立刻認出他們，並能輕易地叫出他們的名字。
當你第一眼看到上圖時，你看見一行是3個字母，另一行是3個數字。你可能沒有注意到B不是真正的B，或者說它與13相同。我們所看到的部分是我們所期望的。
對於失認症病人的研究告訴了我們一些有關大腦參與分辨和命名部分的知識。失認症提供的證據表明，分辨並命名物體或臉部，涉及到負責不同感知體系的大腦的不同部分。視覺失認症只限於臉部，表明大腦中一個特定的區域參與通過視覺確認臉孔。這對動物和人類的社會進程具有一些進化學意義。利用特徵檢測器，我們經常能在物體與臉孔特徵的基礎上確認他們。感知不僅僅是把檢測的特徵如角度、線條放在一起的機械過程。例如，上圖兩行字母與數字，看起來非常簡單A、B、C、14、13、15。現在仔細觀察一下。注意第一行的B與第二行的13是一樣的。毫無疑問，這個過程不僅只包括你的特徵檢測能力。否則，你看到的要麼是B，要麼是13。
在一項試驗中，用一種可以同時向兩隻眼睛出示不同場景的幻燈機向來自美國和墨西哥的受試者展示幾對圖片。每對圖片由一幅典型的美國風景和一幅典型的墨西哥風景組成。在這種情況下，受試者僅能看見一幅幻燈片。受試者能看見哪幅圖片呢？來自美國的受試者只看見美國的風景，來自墨西哥的受試者只看見墨西哥的風景。這個試驗再次證明了經歷與期望影響著我們的感知。
特徵檢測
為什麼出生后被剝奪了一段時間的正常視覺刺激后的動物和人類會有視覺問題呢？1981年，因共同發現大腦在視覺中作用而獲得諾貝爾獎的神經生物學家戴維·休伯爾和托斯登·威塞爾為我們提供了答案。他們記錄了被剝奪視覺刺激的動物們的大腦活動水平，發現視覺皮質的很多細胞似乎不再發揮作用。而且，大腦視覺皮質的神經細胞之間的聯繫也更少。在一項研究中，研究者將貓的一隻眼縫合，另一隻眼保持睜開。當研究者拆除縫合以便使兩隻眼都發揮功用時，視覺皮質也只對沒有縫合的眼睛做出反應。休伯爾和威塞爾在一些研究試驗中記錄了單個視覺皮質的活動，這使他們可以測量特定刺激對視網膜的效果。他們發現視覺皮質的某些細胞能夠被一些明確的刺激激活。比如，一些細胞僅對特定的寬度做出反應，另一些細胞則只對特定的角度或軌跡清晰的運動有反應。一些細胞對垂直線做出反應，另一些則對水平線做出反應。如果那些做特徵檢測的細胞在生命早期未被激活的話，那麼它們將永遠不會發生作用了。我們的感知體系依賴特徵檢測來認識我們周圍的一切，從有皮毛的貓到聲音，以及人類的臉龐。
識別臉龐和物體
粗略估計一下，我們可以識別大約3萬種不同的物體，其中一些物體有幾十億種不同形式。人臉就是一個很好的例子。作為個體，我們僅看到這個星球上的60億副臉孔中很小的一部分。但是拿出60億副臉孔做例子，我們都會毫無困難地辨認出來。不僅如此，我們還可以馬上識別出我們所認識的幾百副臉孔。可是，那些臉孔的差別有時非常微小，以至於我們無法用語言來形容它們的差別。如果從幾十副相似的照片中挑出一副臉，你會發現你很難用語言描述它，除非這副臉孔有明顯的標記，比如最近摔壞的鼻子。
那麼我們是怎樣識別臉孔的呢？這不是一個簡單的問題。臉孔識別是非常複雜的過程，甚至精密的計算機做這件事都有困難。編程人員發現很難制訂出一定的規則以便計算機能夠檢測出重要的特點，分辨出相似的組合。我們的感知體系好像有某種特徵偵測器，它可以為視覺感知分辨出幾十種重要的特徵，比聽覺感知分辨出的聲音更多。
格式塔法則
識別像臉孔一樣的複雜形式，或更複雜的臉部表情似乎需要一定水平的抽象能力和決策能力——這不容易解釋。根據格式塔心理學家馬克斯·魏特海墨（1880～1943年）、考夫卡（1886～1941年）、苛勒（1887～1967年）的理論，我們不是感知個別的特徵，而是整體特徵。
格式塔理論的基礎是整體大於局部的簡單相加，曲調比單個的音符更重要。是各個部分組成的結構而不是線條、角度和組成部分的簡單相加決定了圖形是梯形、三角形、正方形還是汽車。我們的大腦似乎會對感官接收的信息做出最好的詮釋，而且這些詮釋經常反映出其他格式塔原則，如封閉性、連續性、相近性、相似性。
感知運動
當一個物體穿過我們的視野時，會在我們的視網膜上產生一系列的圖像。但是如果我們在把頭從左轉向右的同時睜著雙眼，你只能得到一系列視網膜圖像，卻不會看見物體運動，這是因為你的大腦抵消你的運動。同樣，如果一個物體通過你，你的頭部也同時隨著物體運動，這可能無法在你的視網膜上產生圖像，但是你的大腦再次抵消你的運動卻使你知道物體在運動。旅行病是由於大腦從眼睛和內耳接收到令人疑惑的信息引起的。
視覺錯覺
我們所知道的和期望的事有時會對我們產生誤導。以下是3個常見的視覺錯覺，每一個都建立在觀察的基礎上。線條與角度會產生幾何假像。在禮帽錯覺（右）中，彎曲的線條暗示著距離，因此好像當帽沿寬時更高。波根多夫錯覺（中）中，向一起匯聚的線條似乎高度各不同。距離向一起匯聚的線條外端最近的垂直線條似乎更長。穆勒-賴爾錯覺箭頭（左）似乎是右邊的線條比左邊的長。
這些錯覺都是利用大腦中的觀測知識來誘使你誤認為物體比它實際的樣子要近或遠。
期望的感官刺激與大腦感知的刺激之間的衝突導致大腦向身體器官發出有衝突的信息。並不是所有運動都是真正發生的運動。比如，一系列靜止的圖片快速展示，就會出現運動的圖像。有光的氖信號快速開關也會有相同的效果。還有很多假象，例如大腦對感知的解釋所產生的圖像。
⊙聽覺
在所有感官中，聽覺對於口頭表達和避免感情孤寂是最重要的。很多動物種類都是更多依靠聽覺不是視覺來交流、定位和生存的。海豚在黑暗的水中不能依靠它們的視覺，而它們實際上也不需要，蝙蝠也同樣不需要。這兩種動物都能夠發出聲波，聲波碰到物體后，以回聲的形式返回來。神經信號從聽覺器官傳遞到大腦，這樣它們就可以依靠接收到的信息得到外部世界的圖像。儘管我們不知道它們從回聲中創造的心理表徵是什麼，但是它們對運動出色的控制力顯示出它們有著同人類一樣複雜的空間意識。對於所有意圖與目標，它們都可以看見，並能意識到它們周圍的世界。儘管人類的心理圖像比蝙蝠或海豚的心理圖像更形象，但對於有聽覺的人來說，聲音為大腦開啟了另一扇窗戶。
產生聲音的刺激
聲音是我們對由震動引發的波動效果的感知。聲波通常是由分子（包括空氣分子、水分子和固體分子）交替收縮和擴張引起的。實際上，叫它聲波是錯的，因為我們對波動的感知是聲音，而不是波動本身。
向水中扔一塊石頭就會在平靜的水面上產生擴散的波紋，這類似於聲波的產生與擴散。靠近石頭入水地方的水波比較遠處的水波有更大的振幅。聲波的振幅越大，產生的聲音就越大。
聲波的產生與擴散就類似於你向平靜的池塘扔下一塊鵝卵石。如果你仔細觀察，你就會看見水波如何從鵝卵石入水的地方產生，如何一圈比一圈大地向外散開。水波的產生有一個固定比率，它們每秒中通過一些固定的點，這就是它們的頻率。當波浪擴散時，頻率不會發生改變。聲波就像水波一樣。聲波的頻率用赫茲來衡量。一赫茲就是每秒一圈或者說一次顫動。假如聲音達到16～2萬赫茲，人類的耳朵就能聽到。超過這個頻率的就是超聲波，低於這個頻率的就是亞聲波。頻率越低，我們感知到的音調就越低。
海豚發出的一些信號高達10萬赫茲，因此人耳無法聽到。而另一些信號低於2萬赫茲，我們就可以聽到。
再來看一下池塘，你會注意到靠近鵝卵石入水的地方的水波比較遠的水波有著更高的頂點（更大的振幅）。振幅是一個波形的高度，它隨著距離的增加而減小，直到波形完全消散。在聲波中，振幅或者說是響度以分貝來衡量。0分貝是人們剛剛能聽到的最弱音。很高強度的聲音是危險的，尤其長期接觸高強度的聲音就更危險。接觸100分貝的聲音超過8個小時會對聽覺造成永久性損害，超過130分貝的聲音會立刻損害聽覺，而搖滾樂有120分貝左右。
我們向池塘中扔入兩個鵝卵石會怎麼樣呢？水波會從每個鵝卵石入水的地方向外擴散，並相互碰撞、交織、翻滾，形成網狀的小波浪。這些波浪不能僅用頻率和振幅來形容，因為它們太複雜了。複雜性是聲波的第三個特點。我們周圍的聲波通常不是單純來自一個源的聲波，更多的情況是幾個聲波的結合。我們對聲波複雜性的感知就是我們所說的音高。聲音的這種特性使我們能夠分辨出是父母的聲音還是其他人的聲音。
耳朵的結構
鮭魚和其他魚類在身體兩側有著對壓力敏感的細胞線（稱為側線），這些細胞線能使魚類偵測到水中的振動和化學物質，是它們在水下的嗅覺和聽覺。同樣，一些無耳蜥蜴和蛇通過骨頭，特別是鄂上的骨頭感覺振動。但人類不像這些動物，我們有耳朵。
耳朵的可見部分是耳朵外部的耳廓。這是一塊軟組織，它像問號一樣盤旋在我們的頭部兩邊。而短小、充滿蠟狀物的耳道可以把振動從耳廓傳向耳鼓。耳廓與耳道構成了外耳部分。
鼓膜，也就是我們所熟知的耳鼓，是耳朵的一部分，當聲波進入耳朵時，它發生振動。圖片中的小骨是中耳的錐骨，它通過砧骨和鐙骨把聲音從耳鼓傳到內耳。
中耳是一個狹窄的、充滿空氣的腔，由3塊小骨構成：錐骨的一端直接與耳鼓連接，另一端與砧骨相連。砧骨與鐙骨相連。鐙骨上有一層小小的薄膜通向內耳。這裡還有一個像歐氏管的通道，從中耳通向喉嚨。
內耳包括一個充滿流質的結構，形狀像蝸牛殼，稱為耳蝸。耳蝸向里伸展是基底膜，沿著基底膜是接收聲音的毛細胞，它們構成了柯蒂氏器。
耳朵如何工作
外耳把空氣分子攪動形成的聲波通過耳道傳向中耳的耳鼓，並引起耳鼓振動。儘管振動非常微小，但它能引起中耳內3塊小骨頭的振動，接著振動通過卵形窗傳入內耳。卵形窗的運動促使耳蝸內液體的運動，從而引發基底膜的波形運動，再促使柯蒂氏器的毛細胞運動。當毛細胞彎曲旋轉，就會激起底部的神經細胞。神經細胞的脈衝信號在通過聽覺神經傳給大腦的左右半球。
定位聲音
我們的耳朵會在前後相差很短的時間裡接收到許多聲波。如果聲音直接來自於耳朵一邊，0.8毫秒后，我們另一邊的耳朵才會聽到。最先聽到聲音的耳朵直接收到振動，后聽到聲音的耳朵所收到的振動強度也比較弱，因為這些振動已經在大腦中轉換了很多次。如果振動直接來自頭頂、前方、後方，雙耳聽到聲音的時間和強度是一樣的。但是耳廓的形狀會以不同的方式改變聲波，這取決於聲波的方向。我們用3種線索來判斷聲音的方向：時間差異、強度差異以及振動從不同角度衝擊耳朵所發生的變形。
感知音調
在日常生活中，我們不僅僅想知道聲音來自哪裡，我們還想了解更多同聲音有關的事物。我們想知道聲音是誰的，是歌聲、是鳥叫，還是動物發出的。我們希望能夠檢測、學習和分辨聲音。為此，我們需要能分辨音高（就像音樂中的高音和低音）。頻率理論表明聲波引起大腦的活動，這些活動是對聲波頻率的直接反應。
換句話說，每秒500圈的波動（500赫茲）將引發每秒500次的神經衝動。有證據表明，的確存在這種情況，但這僅對較低的頻率而言，因為神經細胞通常無法每秒達到1000次的衝動。第二種解釋叫做部位論，它告訴我們如何感知音調。高頻和低頻影響耳蝸的不同部分。如果耳蝸的底部很活躍，我們能聽到較高的頻率。如果耳蝸後部的上半部分比較活躍，我們能感知較低的頻率。
聽覺與語言
口語是對我們日常生活貢獻最大的。語言幫助我們創造文化。語言可以在近距離也可以在遠距離發揮作用，可以在白天也可以在黑夜發揮作用。語言在人類進化過程中意義無可估量，它對我們思考、解決問題的能力和適應能力的意義也是無法衡量的。在口語中，我們使用的聲音是因為我們對它們的意義有廣泛的共識。語言不僅包含聽覺符號，而且也包含視覺信號，比如，你正在閱讀此頁的文字。口語依賴於我們的聽覺，而聽覺像其他感官一樣，依賴於大腦的活動。來自於兩隻耳朵的信息通過聽覺神經傳遞給大腦的任意一邊，我們的大腦聽見並處理這些信息。處理聲音可能就是分辨已經出現的聲音或者分辨聲音的意義。大腦如何把聲音與意義聯繫起來仍需要仔細地思考，但是科學家確實知道這個活動發生在大腦的哪個部分。
有關大腦活動的研究
1861年，外科醫生保羅·布洛卡（1824～1880年）碰見一位患有嚴重語言表達混亂癥狀的病人，他僅能說一個單詞。這位病人死後，布洛卡對他做了屍體解剖，並發現病人左前腦皮質有一個區域有損傷。布洛卡正確地推論出，就是這個損傷導致了這名男子無法有正常的發音能力。大腦的這個區域後來被稱為布洛卡區。
不久以後，神經學家卡爾·韋尼克確認大腦另外一塊區域同產生語言能力的關係相對於其與語言理解力的關係來說更加密切。這部分區域稱為韋尼克區域，也位於大腦的左半球。與韋尼克區域非常近的第三個結構，是角狀腦回。研究人員普遍認為，相對於右腦來說，左腦對語言的作用更大。
事件相關電位
腦電圖、斷層攝影掃描儀、腦功能測試器能夠給出整個大腦或大腦各個區域的活動信息。最近的一些研究都利用了這些先進的手段來偵測大腦的活動。比如，腦電圖給出了大腦活動總體記錄；斷層攝影掃描儀顯示了大腦不同區域的活動水平；腦功能測試器描繪了各種大腦結構的神經活動。
當對一個人進行特殊刺激時，我們會採取腦電圖記錄。它使我們可以偵測到大腦中與刺激直接有關的電子活動，這種活動被稱為事件相關電位。事件相關電位現在是大腦研究領域中最重要的變數（變數是指事物的價值易於發生變化）。許多涉及事件相關電位的研究都使用聽覺刺激。一些研究表明，大腦左半部分對口語的反應及與產生語言相關的反應比大腦右半部分強。而聽覺刺激中的事件相關電位在大腦左右半球都出現。當一隻耳朵接收到信號時，在相反大腦部位中的事件相關電位更強烈。這些發現支持了語言主要與大腦左半球相關的觀點和反側主宰的一般原則。
反側主宰意味著身體某側（左或右）的接收及控制中心是在大腦另一邊的半球（右或左），就像視覺區域與大腦的關係一樣。儘管我們知道布洛卡區域涉及產生髮聲能力，韋尼克區域涉及理解發聲，但事件相關電位的研究表明大腦的許多區域都參與這兩個過程。語言背後的神經結構是複雜的，而且不太明晰。比如，聽覺信號產生的事件相關電位最早發生在腦幹中，然後是其他幾個大腦區域，最後才是聽覺皮質。而且，事件相關電位不僅是對外界刺激的反應，獨立於外界刺激的思考和感情也能引發事件相關電位。比如，當一個人期待一個信號時，就會出現事件相關電位。事件相關電位的研究仍舊處於早期階段，但是它可能最終會告訴人們更多的有關參與不同的感知、心理、物理過程的大腦特定區域的知識。
⊙觸覺、味覺和嗅覺
我們的世界不僅僅只有聲音、顏色和運動，它還有氣味、味道和質地結構。周圍的世界有時酷熱，有時寒冷，有時充滿痛苦。它可以垂直、傾斜、顛倒。我們有時也會處在傾斜和顛倒的位置。幸運的是，我們有其他一些感知體系和其他能發揮作用的感官，這使得我們的大腦可以了解有關我們周圍世界的這些事情。
身體感覺
我們對視覺器官和聽覺器官的了解比對其他器官的了解要多得多。特別是許多研究都集中在視覺研究上。這一方面歸因於視覺與聽覺在進化過程中明顯更加重要，尤其是在交流和運動方面。另一方面在於研究其他感知體系比研究視覺、聽覺更困難。但是這些感知體系對於我們身體功能也非常重要。舉例來說，身體感覺（也稱為體覺）對於到處走動、對於保持身體垂直或了解身體位置、對於避開那些可能傷害甚至殺死我們的事物來說都是必不可少的。
觸摸：觸覺體系
「觸覺的」一詞源於希臘語「能夠抓住」，因此可以作為觸覺的意思來使用。觸覺感知體系也稱為皮膚感覺，它們由各種接收器組成，這些接收器可以告訴我們身體接觸的信息。一些接收器對壓力非常敏感，另一些對冷熱做出反應，還有一些讓我們產生痛苦的感覺。這些感覺依賴於1000多萬個神經細胞，它們擁有神經末梢或接近表皮（皮膚最外層）。位於臉部和手部皮膚的接收器比身體其他部位要多，因為臉部與手部是最敏感的區域。這些區域的敏感性可能是為確保物種的生存而慢慢進化來的。
壓力
壓力接收器在身體各部分的分佈是不均衡的。兩點閾限程序很容易證明這一點，讓人在兩點範圍內輕觸你身體的不同部分，同時逐漸改變兩點之間的距離。壓力接收器越集中的地方，你越能感受到這兩點緊密靠在一起，而不是只有一點。在不太敏感的區域，這兩點感覺起來就比你單獨觸摸起來要相距遠些。對大多數人來說，手指尖的兩點閾值大約是0.2毫米。前臂上的兩點閾值是其5倍，再往後閾值更大。這些對觸摸敏感性的測試只是近似值，它們也沒有完全反應一個人對突如其來的刺激的正常敏感性。這是因為當我們預料到一次接觸或振動時，我們會特別敏感。我們對毫無準備的刺激就比較遲鈍，不那麼確定。
溫度
兩種不同的感受器使得我們可以感受溫度的變化。一種感受器對熱敏感，一種感受器對冷敏感。冷敏感器的敏感度是熱敏感器的5倍。同我們對壓力的敏感度一樣，我們對溫度的敏感隨著年齡的增大而降低。臉部是對溫度最敏感的地方，手足最不敏感。當溫度下降時，冷接收器興奮度提高，當溫度升高時，熱感受器的興奮度提高。如果我們想保持身體的溫度在正常的範圍內，冷熱感受器提供給大腦的信息就必不可少。大腦通過發出使血管膨脹的信息調節我們的溫度。當我們太熱時，大腦增加排汗；當我們太冷時，大腦使血管收縮。如果這些措施還不夠，我們的溫度感受器繼續發出我們太冷或太熱的信息，我們的大腦會建議我們烤火或跳進充滿冷水的湖中。
疼痛
壓力接收器能夠快速地適應刺激。當你從頭上穿上毛線衫時，你能感受到它輕柔的壓力，但幾分鐘后，你就不會感受到它。與此相反，疼痛感受器不會那麼快適應刺激。這通常很有用，因為疼痛是某個地方出錯的信號。疼痛的功能之一就是阻止我們去做對我們有害的事情，如在碎玻璃上行走或靠在發燙的爐子上。壓力、熱度、某些化學物質對神經末梢的刺激都會產生疼痛。身體的一些特定區域，像膝蓋後面、臀部、頸部等，比鼻尖、拇指根或腳底等區域包含更多的疼痛感受器。而且，內部器官也有疼痛感受器。當他們受到刺激時，我們感到內臟疼痛即內部器官疼痛。在遠離真正疼痛根源的其他身體部位我們也會感受到內臟疼痛。比如，心臟疼痛的人會在手臂、脖子或手部感到疼痛。
兩種特徵鮮明的神經纖維鏈把痛感傳給大腦。一個速度快，一個速度慢。每種都導致不同的痛感。當你弄傷你的手或踩在荊棘上時，你所感受到的瞬間的劇痛由快速神經纖維鏈傳導。強烈的、持續的疼感迅速傳到大腦，因為它的功能是讓你迅速離開引起疼痛的地方以避免更嚴重的傷害。它引起的反應是急速的、自發的。第二種類型的痛感通過較慢的神經纖維傳導，它引起隱約的疼痛，即使你離開引起疼痛的地方，它還是存在。
一位接受針刺療法的病人。根據有關學說，向身體插入一根針並控制它們，可以刺激中腦的神經元並阻止痛感傳遞。
馬爾札克—瓦爾提出的閘門控制學說對大腦如何處理疼痛提出解釋。他們認為，當連接疼痛感受器與大腦的神經細胞被激活時，我們就感到疼痛。那些稱為刺激C纖維的神經細胞通過一系列「閘門」到達大腦。但是，那些「閘門」不是一直都完全敞開的，有時會徹底關閉。這是因為有另一種稱為刺激A纖維的神經細胞能關閉一些「閘門」，阻止疼痛信號傳給大腦。傳遞疼痛信號的刺激A細胞的傳輸速度快於阻止痛感的刺激A纖維。這就解釋了為什麼我們傷害自己時，我們會感到強烈的疼痛。「神經閘門」涉及中腦的一部分區域，此區域的神經細胞抑制了那些通常可以傳遞從疼痛感測器接收痛感的細胞。當神經細胞活躍時，「神經閘門」就關閉，反之，「神經閘門」就開放。「閘門控制」理論也可以解釋為什麼針刺療法可以緩解疼痛。如果針刺療法是有效的，那麼針的插入與活動可以刺激A纖維阻止疼痛信號的傳遞，然後關閉「神經閘門」。這個理論有時也用來解釋幻覺肢體疼痛。
化學知覺
味覺和嗅覺在生物學意義上特別重要。它們的功能之一就是防止我們自己毒死自己，另一功能就是誘使我們進食。這兩個功能對於生存都是必不可少的。使我們能夠聞的器官是嗅覺上皮細胞，它位於鼻腔的上部。嗅覺上皮細胞表面覆蓋著一團類似頭髮結構的纖毛。這些纖毛可以對溶解在黏液（稠且黏的液體）中的分子做出反應。這些分子成線狀排列在鼻腔中，可以把神經衝動直接傳遞給位於嗅覺上皮細胞上面的大腦前下側一個小突起——嗅球。
包括人類在內的許多動物的鼻孔都是向下傾斜的。這樣有兩個明顯的優點：首先熱的物體發出的氣味是向上的，開口向下的鼻子就比較容易捕捉到氣味。第二，鼻孔向下，鼻子就不會被雨水或空中落下的物體阻塞。
鼻子的側面圖，展示了嗅覺上皮細胞和嗅球。察覺氣味的能力依賴於一種類似於頭髮的細胞擴展物——纖毛，它組成了嗅覺上皮質。參與嗅覺的大腦器官——嗅球位於緊貼嗅覺上皮質的正上方。
有關氣味的辭彙是模糊的。我們不容易分辨相像的氣味，但如果有強烈的類似的氣味作比較，我們就比較容易區分。儘管有許多方法區分氣味，可沒有一種是大家公認的。不過，研究表明人類對氣味有強大的回憶能力與聯想能力。此外，儘管我們描述氣味的辭彙比較貧乏，可我們能夠區分超過1萬種不同的氣味。人類的嗅覺遠遠沒有動物的發達。人類大腦只有很小的一部分參與嗅覺，而狗的腦皮質有1/3參與嗅覺。一些科學家估計狗的嗅覺能力比人類強大100萬倍。
味覺
我們已經知道嗅覺依賴於溶解在黏液中的空氣分子引發與感受器細胞的聯繫。味覺則依賴於環繞在對味道敏感的細胞周圍的液體中的化學物質。這些對味道敏感的細胞就是舌頭上的小突起——味蕾。味蕾上有圓形的小孔，溶解的化學物質通過這些小孔能夠到達味覺細胞。味覺細胞的生命周期為4～10天，之後細胞死去並再生。隨著我們年齡的增長，味覺細胞的再生速度會變慢。人們有時會向食物中加入更多的鹽和胡椒來彌補他們越來越少的味覺細胞。
我們有關味道的辭彙和有關氣味的辭彙一樣貧乏。當問及某物的味道像什麼時，我們都會將其與其他類似的食物作比較。否則，我們就會簡單地回答說它是甜的、酸的、鹹的、苦的，或者這幾種味道的結合。心理學家普遍認為酸、甜、苦、咸是最普遍的味道。而且，舌頭的不同部位似乎對這4種不同的味道有不同敏感度。這不意味著我們對這4種味道有不同的感受器，而是感受器對4種味道的結合做出反應，儘管不清楚這種結合會留下何種味道印象。
一名香料商正在測試香水。人類可以分辨出1萬種不同的味道，但是卻沒有豐富的或者準確的語言來描述它。
我們對味道的感覺只有部分來自於舌頭。無嗅覺的人不能像大多數人那樣品嘗食物。實際上，在品嘗食物的過程中，嗅覺比味蕾的反應更重要。當我們緊緊捏住鼻子，咬一口蘋果和洋蔥，我們就不能分辨出兩者味道上的差別。溫度和質地也會影響味道。冷的馬鈴薯泥與熱的馬鈴薯泥味道不一樣。味道的好壞也依靠經驗。在特定的文化中，幼蟲、甲蟲、腸子、魚眼、馴鹿的胃、動物的腦子被認為是美味佳肴。各種漢堡和炸土豆條等垃圾食品對於有些人來說就不太好吃。味道的偏好也會隨著年齡的增長發生變化。
視神經的80萬根纖維向大腦傳輸的信息量如此集中，以至於它們被認為是宇宙里最密集的運輸通道。
2.感覺記憶
如果沒有情感活動為記憶提供材料，記憶就根本不會存在。我們所稱的嗜好（事實上是你的偏好）是個人味覺長久積累的結果，只不過我們沒有意識到這一點。這個過程形成了一個人最初級的感覺以及相關的情緒，並進一步塑造了人作為個體的特徵，而且還在繼續為人的感覺和情緒增加新的內容。對你過去所經歷的一切，無論是歡樂的、期待已久的，還是討厭的、害怕的、唯恐避之不及的，你的整個身體都是這些感覺的真實記錄。
⊙味覺
人並不是一出生就有飲食上的個人偏好的。童年時周圍環境所提供的選擇，還有個人經歷，都能影響一個人對食物的偏好。比如說，如果你不喜歡吃香蕉，是不是跟你小時候曾經看到過搗碎的香蕉泥很快變成了棕色有一定的關係呢？任何事件，如果用食物來加以紀念，就都會藉助食物的滋味而被銘記於心。簡而言之，人對食物的偏好是由後天的培養決定的。
⊙觸覺
運用觸覺時，我們就回歸到生命最開始的狀態，也回到了記憶最原始的來源。我們對觸覺和身體接觸的體驗，根植於我們還在子宮裡時與母親身體的聯繫。
⊙嗅覺
作為一種早期的交流方式，嗅覺也和人的情緒有很大的聯繫。嗅覺總是包含有情感尺度：對一種氣味，我們不是喜歡就是討厭，而且嗅覺也能像味覺一樣喚起記憶。你所想起的某種氣味總能打開你的記憶之門，那些或喜或悲的片段、熱巧克力的氣味、野餐時烤肉的氣味，甚至是牙醫診所里的氣味。即使氣味被盡量壓抑，我們仍然能跟隨鼻子的本能，接受無法預料的影響。商人們深諳其中的門道——他們利用新鮮麵包或是鮮花等人造的香氣來吸引人們購買他們的商品。
⊙視覺
視覺能夠豐富你和周圍世界的聯繫。通過視覺，數以萬計的事實被大腦記錄。對身邊的面孔、色彩和食物的記憶就體現了視覺記憶的能力。我們都需要親眼看才能記住一個物體，有的人尤其依賴視覺來記憶。不過，視覺也是有選擇性的，因為它跟個人感興趣的領域有關。有的人更容易記住人的面孔，而有的人更容易記住顏色或風景。同時，人們更傾向於看到具有歡樂、新奇或是恐怖特點的事物。附帶有情感因素的形象要比平庸老套的形象更利於記憶。
⊙聽覺
聽覺是交流中使用最多的感覺手段。能夠聽到談話、音樂還有鳥叫是至關重要的。聽覺記憶也附帶有情感因素。聽到熟悉的電影插曲時，人們會回想起電影中的經典鏡頭；聽到父母親切的話音時，人們會回想起兒時的溫馨片段。當你在廁所或浴室里唱歌時，你也在使用聽覺記憶。因為你已經不自覺地記錄了一系列的聲音，它們都能夠在記憶中重現。當然，擁有良好的聽力記憶，對一個音樂家來說是非常關鍵的，否則，他將無法正確地演奏樂譜，發出協調的音調。
左視覺區域的圖像被傳遞給右腦，右視覺區域的圖像傳遞給左腦。視覺皮質對這些圖像進行詮釋、修正。