x. Gebieden

Expliciet geheugen wordt gevormd door leerprocessen waarbij vooral de mediale temporale schors (inclusief hippocampus) is betrokken. De hippocampus vooral betrokken is bij het opslaan van nieuwe herinneringen die betrekking hebben op bepaalde feiten of gebeurtenissen, consolidatie. De mediotemporale structuren vormen overigens niet zelf de plaats waar het langetermijngeheugen zich nestelt. Dit gebeurt vermoedelijk in hogere gebieden van de posterieure en temporale cortex. Het is niet waarschijnlijk dat het episodisch en semantisch geheugen kwalitatief verschillende systemen in de hersenen representeren. Het enige verschil lijkt te zijn dat het semantisch geheugen hechter verankerd is in netwerken van de posterieure hersenen.Beschadiging van de hippocampus of de aangrenzende gebieden in de mediale temporale kwab, leidt vaak tot ernstige stoornissen in het vastleggen van nieuwe kennis van feiten en gebeurtenissen. 

Het impliciet geheugen vormt een heterogene categorie. Dit slaat niet alleen op de aard van de betrokken geheugensystemen, maar ook op de gebieden in de hersenen die hiermee verbonden zijn. Bij het procedureel geheugen spelen subcorticale gebieden zoals de basale ganglia een rol. Bij de permanente opslag in de hersenen lijken vooral de motorische cortexgebieden betrokken te zijn. Priming effecten blijken een gevolg te zijn van activatie van elementaire perceptuele eenheden, zogenaamde modulen, in de posterieure (vooral sensorische) schorsgebieden. Het cerebellum speelt vooral een rol bij klassiek conditioneren van motorisch gedrag. Ook emotioneel gedrag (zoals vrees- en schrikreacties) blijkt vaak te berusten op deze meer elementaire vormen van associatief leren. Een belangrijke structuur vormen hier de amygdalae. Deze zijn vooral betrokken bij aangeleerde vreesreacties.

De traditionele opvatting is dat de prefrontale cortex vooral een controlerende functie heeft. Verschillende delen van de prefrontale cortex hebben lange verbindingsvezels met specifieke delen in de posterieure (meer naar achter gelegen) delen van de hersenen. De prefrontale cortex is vermoedelijk niet zélf de plaats waar informatie in het langtermijngeheugen wordt opgeslagen. Wél lijkt het gebied een actieve rol te spelen bij codering (inprenting) en terugvinden (retrieval) van informatie die in andere delen van hersen (o.a. de temporale cortex) is opgeslagen. Met behulp van beeldvormende technieken hebben o.a. Tulving aannemelijk gemaakt dat linker- en rechterdelen van de prefrontale cortex betrokken zijn bij respectievelijk codering en terugvinden van informatie in het episodisch geheugen. Vooral het rechterdeel van dorsolaterale prefrontale cortex lijkt een belangrijke rol te spelen bij het terugvinden van informatie.

De hippocampus en amygdala zijn gelegen in elke temporaalkwab. Beide spelen een rol in het opslagtraject dat informatie in het lange-termijngeheugen opslaat door herhaling. Door deze functie fungeren beide als het ware als een werkgeheugen met tijdelijke opslag. Dit werkgeheugen wordt gezien als het korte-termijngeheugen, daarom wordt aangenomen dat het korte-termijngeheugen zich bevindt in de hippocampus en de amygdala.