记忆如何存储在人脑中一直是研究者关注的焦点问题。现在越来越多的研究表明，记忆的功能是在广泛神经网络参与下完成的，这些神经网络中，有一些区域起着非常重要的作用。神经细胞间形成一个庞大而复杂的神经通路系统，任何一个神经细胞都不能离开细胞集合而单独进行活动。一个神经细胞可以是某条通路上的一个环节，也可以是另一条通路的组成部分。因此记忆痕迹并不依靠某一固定的神经通路，它设计成千上万个甚至上百万个神经元的相互联系。
一、颞叶中部及其皮层下结构在记忆中的作用
颞叶中部及其皮下结构——海马和杏仁核在记忆中起着重要的作用。海马损伤会引起顺行性遗忘，即表现为外显记忆的损伤。海马负责巩固记忆，从而使信息由短时记忆进入长时记忆，得以长久保存，海马对空间记忆的保持也起着非常重要的作用。杏仁核在那些与情绪有着强烈关联的记忆中起着重要的作用。
二、前额叶在记忆中的作用
前额叶在情景记忆、工作记忆、空间记忆、时间顺序记忆以及记忆的编码、存储和提取过程都起着重要的作用。研究表明，人脑左侧额叶的语言运动区受损伤，将造成语言记忆的缺陷，病人能记住别人的面貌，却记不住单词。临床观察发现，额叶受到严重损伤时，病人会表现出缺乏计划的能力，不能形成牢固的行为动机，也不能进行有目的的回忆。