问题简述：

记忆是人类对自然事物、社会事件的编码、存储、和提取过程。有关记忆的物理化学机制是人类长期以来一直探索的前沿科学问题。

目前研究进展：

目前人们有关记忆的物理化学基础理解为：神经细胞或神经元之间的相互呼叫作用，通常包括神经系统对外界刺激的感知，短期记忆和长期记忆。

当神经元收到外界刺激并发生兴奋时，神经元突触会发生增生或感应阈值下降，相应地该神经突触就具备信号发放或接收能力。

当两个相互间有突触空间临近的神经元同时受到刺激而产生兴奋时，会促进两个神经元突触同时增生，并在两个神经元之间产生兴奋的传播现象，逐步形成细胞之间的相互呼应联系：记忆。

关键难点与挑战：

目前有关记忆的研究基本在认知、生理、神经生物学领域，有关记忆的遗传学机制、分子机制，以及有关记忆过程外界刺激与神经元相应之间的电信号产生、涉及到的生物分子的协同作用、生物分子反应速度、生物分子间相互作用方式等物理化学机制需要深入研究，同时需要发展具体的物理化学方法实现神经元之间兴奋传播的实时监测和分析，并结合理论模型方式分析信息流动、整合及加工的过程。

1. 外界刺激与神经元兴奋产生：建立外界刺激与神经元兴奋之间的物理化学模型，发展在不同外界刺激条件下（例如进行光信号刺激强度、时间编码等）神经元突触的兴奋信号产生的强度、频率等，神经元突触的生长监控，神经元在长时间受刺激之后的感受阈值变化等

2. 外界刺激与多个产生兴奋的神经元之间的呼应关系：建立外界刺激与多个神经元兴奋之间的物理化学模型，发展在不同外界刺激条件下多个神经元突触的兴奋信号记录和整理，分析这些兴奋信号之间的时间、空间相关性，监控神经元突触生长的空间邻近关系、神经元兴奋产生的阈值变化等

3. 外界刺激对多个产生兴奋的神经元中生物分子的影响：多个蛋白质介导的细胞信号通路、非编码RNA介导的细胞信号通路被发现与记忆功能有关。需要建立在外界刺激条件下产生兴奋的神经元中的大范围蛋白质组学、翻译组学、RNA组学分析，揭示记忆产生、流动和加工过程中的生物分子相关性。

4. 记忆强化与减弱的物理化学基础

5. 记忆强化与减弱的生物分子相关性

对本领域或交叉领域的影响与引领：

生物物理化学主要的研究方向包括（1）针对重大生命科学问题的物理化学方法、思路、理论发展；（2）重大生命科学问题中的物理化学机制。

围绕记忆的物理化学机制研究，将促进发展能整合外界刺激、神经电信号监测、细胞生长及代谢监测方法，开展细胞兴奋信号分析、细胞间信号交换与传递、复杂生物体系的建模与分析等物理化学机制研究。

围绕记忆问题的研究，应该是能体现生物物理化学学科的学科交叉的特色优势，将极大促进对重大生命科学研究的发展。

重大科技、经济和社会效益：

有关记忆的研究，不仅在拓宽人类对基本生理过程的认识方面起着核心的推动作用，而且针对儿童智障、老年痴呆等神经系统疾病的诊断和资料提出新的方案。有关记忆的物理化学机制研究，将促进人工智能研究的飞跃发展。

由于记忆（包括短期记忆、长期记忆等）在人类生活、工作中的重要作用，将极大推动社会发展。