Мозкова кора – основний субстрат модуляції пам'яті. Руйнування кіркових структур може спричинити розлад пам'яті рахунок порушення різних процесів (запам'ятовування, зберігання, відтворення інформації).
За формування довготривалій пам'яті відповідають процеси синтезу білка та РНК у клітинах мозку, які називаються експресією генів. Вони відбуваються у два етапи – безпосередньо під час події та за кілька годин після неї.
Явні спогади щодо подій, що відбулися з вами, а також загальних фактів та інформації, пов'язані з трьома важливими областями мозку: гіпокампом, неокортексом та мигдалиною. Неявні спогади, наприклад, рухові, спираються на базальні ганглії та мозок.