Il est maintenant largement démontré qu'une des caractéristiques fondamentales du cerveau est sa capacité d'exprimer des propriétés de modifiabilité fonctionnelle et structurale par des mécanismes de plasticité qui se trouvent au coeur de nos capacités d'apprentissage et de mémoire. On admet généralement qu'un mécanisme central de la formation des souvenirs repose sur des modifications acquises de la force synaptique et le remodelage des réseaux de neurones activés par l'apprentissage. De nombreuses études montrent qu'un des mécanismes de l'apprentissage et de la mémoire au niveau cellulaire repose sur une forme particulièrement durable de plasticité, connue sous le nom de potentialisation à long terme. Les étapes-clés de ces mécanismes de plasticité commencent à être identifiées. Elles nécessitent l'activation de récepteurs spécifiques et un ensemble de cascades d'activations moléculaires permettant la conversion des signaux extracellulaires en changements fonctionnels de la connectivité neuronale. On découvre aussi que la régulation rapide de programmes d'expression de nombreux gènes dans les neurones permet le remodelage durable des réseaux neuronaux à la base de la formation de traces mnésiques stables. Les avancées récentes dans la recherche des mécanismes cellulaires et moléculaires de la mémoire sont résumées.