Um gato tem trezentos milhões de neurônios. Cachorros possuem cerca de cento e sessenta milhões de neurônios. Biologicamente, a capacidade de retenção de informação dos gatos é bastante superior à dos cães.
Estudos comprovaram que a memória a curto prazo do gato ronda por 16 horas, permitindo recordar eventos recentes. Para que esses eventos passem para a memória de longo prazo têm que ter grande importância, para que ele realize a seleção e guarde um acontecimento como algo útil para o futuro. Por esta razão, é muito difícil ensinar um gato a deixar de arranhar um local que ele goste, mas é possível ensiná-lo a usar o arranhador.
A memória do felino doméstico, além de seletiva, é episódica: é capaz de recordar a localização das coisas, certas pessoas, rotinas, acontecimentos positivos ou negativos.
Desde filhote, o gato observa a mãe para aprender tudo o que precisa. Ele é capaz de reagir aos estímulos que se relacionem com a hora de comer e reconhece os sons daquelas pessoas ou outros pets que sejam ameaça para ele. Esse sistema permite ao gato se manter a salvo de possíveis perigos, identificar seu tutor e recordar tudo o que de positivo se associa a ele, como a comida, o carinho e as brincadeiras.
Ainda não há estudos de quanto tempo um gato pode recordar coisas, porém, estudos apontam para três anos. A verdade é que ainda não existe opinião absoluta a esse respeito. Sabe-se que o gato é capaz de recordar situações favoráveis ou desfavoráveis, guardar na memória a identidade de pessoas e de outros pets, além das sensações das experiências vividas junto deles. Ele tem memória espacial, que lhe dá a capacidade de aprender a localização dos objetos da casa, sobretudo os que mais lhe interessam: a cama, caixa de areia, pote de água e comida, além de ser o primeiro a reparar mudanças no espaço da casa.
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