诺兰具有极强的叙事能力，把一个原本老套的失忆故事讲得格外精彩。他对失忆症状的刻画也相当专业，显然做足了功课。可惜不少观众忽略了导演的努力，轻易接受了电影简介里“短时记忆丧失症”这一似是而非的概念。
从表现来看，电影主人公患上了典型的“顺行性失忆症”（anterograde amnesia）。这种失忆症的主要特征就是患者会忘掉失忆之后发生的事情。与之相对的叫“逆行性失忆症”（retrograde Amnesia）。这一类患者遗忘的，是失忆事件发生之前的记忆。
两种不同的失忆症充分显示了记忆的复杂性——不同的记忆有不同的加工机制、储存区域与提取方式。然而就像《记忆碎片》揭示的那样，只要一个人的记忆能力没有彻底丧失，故事仍有发展下去的可能。
《记忆碎片》海报
《记忆碎片》海报
与似是而非的概念相悖，电影主人公的“短时记忆”（short-term memory）看来并无大碍。顾名思义，所谓短时记忆，是指在有限的时间内头脑记住信息的能力。一般而言，这有限的时间以秒计。研究表明，顺行性失忆症患者短时维持信息的能力基本正常，时间可长达30秒。只是这样的记忆，患者无法将其加工为新的“长时记忆”（long-term memory）——我之前谈到的外显记忆与内隐记忆皆属此类。
容量是限制短时记忆的关键因素。早在1956年，心理学家乔治·米勒（George A. Miller）就在《神奇数字7±2：我们信息处理能力的局限》一文中指出，人们为什么喜欢说世界七大奇迹、七大洋、七宗罪、北斗七星、人生的七个阶段、七重地狱、七种主色调、七声音阶以及七天为一个星期，无非因为人类的短时记忆大概只能容下“7±2”个组块（chunk），无论这些组块是数字、字母、单词还是别的什么单位。米勒把这种信息处理能力的局限称为信道容量（channel capacity）的限制，如今看来，他说的其实就是短时记忆的主要特征，长时记忆不受此限。
前额叶和顶叶是与短时记忆相关的主要脑区，而与长时记忆有关的脑区要多得多。从生物化学的角度看，短时记忆与长时记忆的区别也很大。要把信息加工成长时记忆，需要合成新的蛋白质，而短时记忆只涉及到几种神经递质（例如5-羟色胺、环磷腺苷以及谷氨酸）的释放和浓度变化，无需合成蛋白质。
正如电影表现的，长时记忆的缺失固然让主人公的人生化作碎片，沦为悲剧，但这个人仍有运用他的逻辑能力予以弥补的希望与可能。而这种运用逻辑解决问题的能力，最重要的基础就是短时记忆。正是因为主人公拥有短时记忆，他才能够用纸、笔、纹身和宝丽来快照的方式记录下那些稍纵即逝的东西，来标识自己的行动线索和计划目的。
短时记忆就像一个摆放着几种材料的操作台，以供我们的心智进行信息处理。有些学者把这个处理过程与短时记忆区别开来，叫它“工作记忆”（working memory）。为此神经科学家托克尔·克林贝里（Torkel Klingberg）讲过一个小故事：他的一位朋友某天晚上在酒吧里邂逅一位年轻貌美的女士。走出酒吧相互道别之时，女士把她的电话号码告诉了那个朋友。然而当时既无名片又无纸笔，朋友也不放心把这串至关重要的数字交由自己的长时记忆保存，而是求助于工作记忆。他将号码留在短时记忆里，在步行回家的路上不断默念它，同时尽量避免去看车牌号、公交车号以及其他可能令人分心的数字。20分钟后，他到家的第一件事就是把那个号码写在纸上。如今，克林贝里的朋友不仅和那位女士组成了家庭，还有两个可爱的孩子。
这则小故事形象地说明了短时记忆与工作记忆的区别和联系。短时记忆往往只涉及信息的保存和重复，但工作记忆则需要更多的操作，譬如规则的运用，以及注意力的控制等等。不过，这二者很难完全区分开来，因为它们激活的脑区都在额叶和顶叶。鉴于这些区域在计划、知觉和注意等认知功能中的重要作用已经得到广泛的研究，我愿意再次强调，短时记忆或工作记忆与逻辑能力之间的紧密关系。没有短时记忆，我们解决不了任何问题。
阿根廷作家博尔赫斯在短篇小说《博闻强记的富内斯》里塑造了一个绰号“活钟表”的乡下小伙富内斯。自从这个19岁的小伙子落马摔成瘫痪，记忆力更是达到极致。他记得五年前4月30日黎明时分南面朝霞的形状，并且在记忆中同他只见过一次的一本皮面精装书的纹理比较，或者与一年前他在某条河泛舟时船桨激起的涟漪相比较。他记得所有书籍的所有内容，记得每一座山林中每一株树的每一片叶子。非但如此，他还记得每次看到或回想到它们时的感受。他对“我”说，他一个人的记忆就抵得上开天辟地以来所有人的记忆总和。
“我”对富内斯的记忆力无比佩服，但同时又认为他的思维能力不强。因为思维是忘掉差异，是归纳，是抽象，而富内斯的世界里满是琐碎的细节。事实上“我”觉得富内斯的不幸就在于此。事无巨细的世界涌进他的记忆，使他夜夜失眠。而睡眠对于他而言，本是摆脱对这个世界无休无止的牵挂的唯一办法。他仰躺在床上，整晚想到的却是房屋的每一条缝缝和龟裂。他试图把夜晚想像成黑色、致密、均匀的黑暗，可是铺天盖地的细节将他的头脑变成了垃圾倾倒场。在记忆的折磨下，他的身体很快就垮了，21岁时死于肺充血。
这个人物当然出自作家的想像，但我不得不承认，博尔赫斯的思辨是非常有力的。没有任何人可以将所有的短时记忆加工成长时记忆。那既不可欲，也不可能。正如神经科学家坎德尔总结的那样，不是所有的经验都能成为长时记忆。只有重要的事件才能通过两种相互拮抗的蛋白质构成的阈限，并形成新的神经突触。归根结底，记忆意味着脑的选择。