Энграмма(греч.έν — пребывание в каком-либо состоянии или действии + греч.γράμμα — всё написанное, запись) — термин, введённый в оборот немецким зоологом и биологомРихардом Земоном в начале XX века. В теории мнемизма энграмма — это физическая привычка или след памяти на протоплазме организма, оставленный повторным воздействием раздражителя.

Термин «энграмма» был введён исследователем памяти Ричардом Семоном для обозначения физического субстрата памяти в организме. Однако Семон предупреждал: «У животных в процессе эволюции одна органическая система — нервная — стала специализироваться на приёме и передаче стимулов. Однако из этой специализации нельзя сделать вывод о том, что нервная система обладает монополией на эту функцию, даже на самом высоком уровне эволюции, как у человека.  Одно из первых исследований, направленных на определение локализации памяти в мозге, было проведено Карлом С. Лешли, который удалял части мозга у грызунов. В экспериментах Лешли крыс обучали проходить лабиринт, а затем у них удаляли ткани коры головного мозга. Увеличение объёма удалённой ткани приводило к ухудшению памяти, но, что более примечательно, место, откуда была удалена ткань, не имело значения. Таким образом, его поиски не увенчались успехом, а его вывод о том, что память распределена по всему мозгу, оказал большое влияние на науку. Однако сегодня мы понимаем, что память распределена не полностью, а лишь в значительной степени распределены по мозгу; это, а также их динамическая природа затрудняют идентификацию энграмм или доказательство их существования с помощью традиционных научных методов.

Позже Дэвид А. Маккормик и Ричард Ф. Томпсон стали искать энграмму в мозжечке, а не в коре головного мозга. Они использовали классическое обусловливание реакции век у кроликов для поиска энграммы. Они дули на роговицу глаза и связывали это действие с каким-либо звуком. После нескольких таких опытов у кроликов выработалась привычка моргать при звуке даже без дуновения. Одной из областей, которую изучал Дэвид А. Маккормик, было латеральное промежуточное ядро (ЛПЯ). Он обнаружил, что при регистрации активности нейронов в этом ядре проявлялась активность, отражающая процесс обучения, стимуляция ядра вызывала заученную реакцию, а повреждение этой области мозга приводило к исчезновению реакции. Другие члены группы Томпсона обнаружили, что при химической деактивации промежуточного ядра условная реакция исчезала, а при повторной активации возникала снова, что доказывает, что ЛПЯ является ключевым элементом энграммы для этой реакции. Этот подход, нацеленный на мозжечок, хоть и является успешным, рассматривает только базовые, автоматические реакции, которые есть практически у всех животных. Однако энграммы определённых типов памяти находятся в подсистемах, опосредующих этот процесс обучения и, таким образом, с LIP связаны только энграммы простого обусловливания, но не, например, энграммы семантической памяти.

Нейробиология признаёт существование множества типов памяти, и их физическое расположение в мозге, скорее всего, зависит от соответствующей системы, которая кодирует эту память. Считается, что важную роль в формировании памяти играют такие части мозга, как мозжечок, полосатое тело, кора головного мозга, гиппокамп и миндалевидное тело. Например, считается, что гиппокамп участвует в пространственной и декларативной памяти, а также в консолидации кратковременной памяти в долговременную.

Исследования показали, что декларативные воспоминания перемещаются между лимбической системой, расположенной глубоко в мозге, и внешними, кортикальными областями. Они отличаются от механизмов более примитивного мозжечка, который доминирует в реакции моргания и напрямую получает слуховую информацию. Ему не нужно «обращаться» к другим структурам мозга за помощью в формировании некоторых воспоминаний, связанных с простыми ассоциациями.

Исследование Массачусетского технологического института показало, что поведение, основанное на высокоуровневых когнитивных процессах, таких как проявление определённых воспоминаний, может быть вызвано у млекопитающих высокоспецифичной физической активацией определённой небольшой субпопуляции клеток мозга. При физической активации этих клеток у мышей, например при воздействии света на нейроны, затронутые оптогенетикой, по-видимому, восстанавливается долговременная память, связанная со страхом.

В другом исследовании использовались оптогонетика и хемогенетика для контроля активности нейронов у животных, которые кодировали и воспроизводили воспоминания о пространственном контексте, чтобы выяснить, как мозг определяет продолжительность жизни воспоминаний. Результаты, полученные исследователями, показали, что определённые тормозящие клетки гиппокампа (клетки, экспрессирующие соматостатин) ограничивают количество нейронов, участвующих в хранении пространственной информации, и тем самым определяют продолжительность связанной с ней памяти.

В 2016 году исследование Массачусетского технологического института показало, что потерю памяти на ранних стадиях болезни Альцгеймера можно обратить вспять, укрепив определённые связи между клетками памяти в мозге мышей с болезнью Альцгеймера.