การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
มีการทดลองที่ได้ทำแล้วหลายอย่างเพื่อจะสืบหาว่า สมองแปลผลจากสิ่งเร้าได้อย่างไร และสัตว์มี "การตอบสนองประกอบด้วยความกลัว"ที่เกิดขึ้นได้อย่างไร จริง ๆ แล้ว ความรู้สึกหวาดกลัว เป็นสิ่งที่กำหนดไว้กระทั่งในยีนของมนุษย์ เพราะความกลัวนั้นจำเป็นต่อการมีชีวิตรอดอยู่ได้ของแต่ละคน นอกจากนั้นแล้ว นักวิจัยยังพบว่า ความกลัวก่อร่างสร้างตัวอย่างไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจ และเขตสมองชื่อว่า อะมิกดะลา มีบทบาทในการปรับสภาวะให้เกิดความกลัว (fear conditioning)
ความจำ
ความจำระยะสั้นมีมูลฐานเป็นรูปแบบการสื่อสารในเซลล์ประสาทแบบชั่วคราว
โดยอาศัยเขตต่าง ๆ ในสมองกลีบหน้า (โดยเฉพาะ dorsolateral prefrontal cortex) และในสมองกลีบข้าง
เปรียบเทียบกับความจำระยะยาว ซึ่งอาศัยการเปลี่ยนแปลงที่มีเสถียรภาพและถาวรโดยการเชื่อมต่อทางเซลล์ประสาทที่กระจายไปอย่างกว้างขวางในสมอง
ฮิปโปแคมปัสเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการทำความจำระยะสั้นให้กลายเป็นความจำระยะยาว (ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการเรียนรู้ข้อมูลใหม่ ๆ) เป็นกระบวนการที่เรียกว่า "การทำความจำให้มั่นคง" (consolidation)
แม้ว่าตัวเองจะไม่ใช่เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลนั้นไว้เอง
แต่ถ้าไม่มีส่วนนี้ของสมอง ความจำใหม่ ๆ จะไม่สามารถเก็บไว้ในความจำระยะยาว ดังที่พบในคนไข้เฮ็นรี่ โมไลสันหลังจากที่เขาผ่าตัดเอาฮิปโปแคมปัสทั้งสองซีกออก 
และจะไม่สามารถใส่ใจอะไรได้นาน ๆ (คือมีสมาธิสั้น)
นอกจากนั้นแล้ว สมองส่วนนี้อาจมีบทบาทในการเปลี่ยนการเชื่อมต่อทางประสาทในช่วงเวลา 3 เดือนหรือมากกว่านั้นหลังจากเกิดการเรียนรู้เหตุการณ์นั้น ๆ