腦科學(xué)的研究表明，與學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)主要有穎葉、額葉、頂葉、丘葉和杏仁核及邊緣區(qū)等。其中關(guān)系最密切的當(dāng)首推顛葉，因為其中的海馬結(jié)構(gòu)具有固化長時記憶的重要作用。額葉可能與先后次序的記憶關(guān)系密切，頂葉與短時記憶可能有關(guān)，杏仁核起著溝通不同感覺而形成記憶之間聯(lián)系的作用。

1.均勢說與定位說

均勢說認(rèn)為。記憶在大腦皮層上無特定部位，任何一種記憶痕跡都是與腦的廣泛區(qū)域相關(guān)聯(lián)。1929年，美國心理學(xué)家拉什里在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，動物學(xué)習(xí)成績的好壞與大腦皮層特定部位的破壞并無對應(yīng)關(guān)系，但與損毀面積的大小有關(guān)。在臨床方面，病人己鞏固的記憶痕跡并不因局部的腦外科手術(shù)而消匿，這似乎也支持了均勢說。

相反地定位說認(rèn)為記憶在大腦皮層上有特殊定位。其較早的證據(jù)來自于潘菲爾德對癲痛病人腦區(qū)的電刺激研究。1936年，潘菲爾德用微電刺激癲痛病人腦皮層各部分來尋找病灶時發(fā)現(xiàn)，刺激不同部位能誘發(fā)病人對不同內(nèi)容的回憶，比如刺激右側(cè)穎葉區(qū)，病人說聽到了曾聽過的音樂，但刺激其他區(qū)域則不能誘發(fā)對該音樂的回憶。在500個臨床病例中，潘菲爾德發(fā)現(xiàn)8%的患者出現(xiàn)了誘發(fā)回憶。此后，神經(jīng)，心理學(xué)家魯利亞和心理學(xué)家科恩等先后進(jìn)行的研究也支持了定位學(xué)說。

不過，多數(shù)心理學(xué)家還是傾向于將均勢說和定位說統(tǒng)一起來，認(rèn)為記憶應(yīng)是整個中樞神經(jīng)部位的聯(lián)合活動，同時不同神經(jīng)部位對記憶行使的功能又存在差別。同樣地有實驗說明了這一觀點的正確性。弗爾斯納在動物實驗中，迫使動物學(xué)習(xí)一種技巧，3天后給他們的兩側(cè)穎葉注射某種化學(xué)物質(zhì)，結(jié)果該技巧的記憶喪失;如果讓動物連續(xù)學(xué)習(xí)6天，再同樣地在兩側(cè)穎葉注射化學(xué)物質(zhì)，卻不能使該技巧的記憶喪失，但當(dāng)繼續(xù)在腦的多處注射該化學(xué)物質(zhì)，則記憶又會喪失。

另據(jù)新華社2001年10月28日電，我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人腦記憶“新大陸”。第一軍大學(xué)舒斯云教授發(fā)現(xiàn)的這一新區(qū)域紋狀體邊緣區(qū)。被稱為“舒氏攻”比指甲蓋略大。這一區(qū)域參與了大腦的學(xué)習(xí)記憶活動，與腦的學(xué)習(xí)、記憶功能密切相關(guān)�？茖W(xué)家已發(fā)現(xiàn)的分針記憶的海馬、杏仁核等結(jié)構(gòu)分散在大腦的不同部位。長期以來科學(xué)家一直在考慮：這些分散的結(jié)構(gòu)是如何聯(lián)系的?“舒氏區(qū)”的發(fā)現(xiàn)正好能破解這個謎團(tuán)：它正好位于這些分散結(jié)構(gòu)之間的“樞紐”位置，與各結(jié)構(gòu)有著密切的功能聯(lián)系，這是全球腦科學(xué)領(lǐng)域最引人矚目的重大發(fā)現(xiàn)。

2.單一結(jié)構(gòu)與多重系統(tǒng)

將海馬作為主要記憶功能的結(jié)構(gòu)，是20世紀(jì)60-70年代頗為盛行的觀點。海馬是位于側(cè)腦室下角底壁的一個特殊古皮層結(jié)構(gòu)，因其外形酷似海馬而得名。海馬與其周圍的齒狀回、下腳、拼眠上回和束狀回共同形成一個結(jié)構(gòu)和功能的整體，合稱海馬結(jié)構(gòu)。它主要有兩個記憶回路，一個是經(jīng)典的帕帕茲環(huán)路，即海馬~育窿~乳頭體~乳頭丘腦束~丘腦前核~扣帶回~海馬;另一個是三突觸回路。臨床觀察發(fā)現(xiàn)，海馬損傷的病人會發(fā)生順行性遺忘，即只能回憶和提取已有的信息，不能形成新的長時記憶。這個長達(dá)35年之久的病例觀察及其主要實驗研究，使得人們確信海馬具有記憶的功能，特別是在從短時記憶向長時記憶的功能過渡中發(fā)揮重要作用。不過這些結(jié)構(gòu)并不是長時記憶的存貯庫，長時記憶究竟儲存在何部位，至今仍未定論。

20世紀(jì)80年代以來，認(rèn)知心理學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)一方面吸收臨床醫(yī)學(xué)和臨床心理學(xué)的研究成果，一方面運用信息科學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的一些理論，使人們認(rèn)識到記憶具有復(fù)雜的多形態(tài)和多功能系統(tǒng)、從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的角度，我們可以將大腦的記憶系統(tǒng)劃分為三個子系統(tǒng)，即資料或數(shù)據(jù)驅(qū)動的記憶系統(tǒng)、概念驅(qū)動的記憶系統(tǒng)和基于期望的記憶系統(tǒng)。