การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
มีการทดลองที่ได้ทำแล้วหลายอย่างเพื่อจะสืบหาว่า สมองแปลผลจากสิ่งเร้าได้อย่างไร และสัตว์มี "การตอบสนองประกอบด้วยความกลัว"ที่เกิดขึ้นได้อย่างไร จริง ๆ แล้ว ความรู้สึกหวาดกลัว เป็นสิ่งที่กำหนดไว้กระทั่งในยีนของมนุษย์ เพราะความกลัวนั้นจำเป็นต่อการมีชีวิตรอดอยู่ได้ของแต่ละคน นอกจากนั้นแล้ว นักวิจัยยังพบว่า ความกลัวก่อร่างสร้างตัวอย่างไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจ และเขตสมองชื่อว่า อะมิกดะลา มีบทบาทในการปรับสภาวะให้เกิดความกลัว (fear conditioning)
ความจำ
ความรู้มากมายเกี่ยวกับความจำในปัจจุบันมาจากการศึกษาโรคเกี่ยวกับความจำ (memory disorders) โดยเฉพาะภาวะเสียความจำ (amnesia)
ซึ่งอาจจะเป็นผลของความเสียหายอย่างกว้างขวางต่อ (1) เขตต่าง ๆ ในสมองกลีบขมับส่วนใน (medial temporal lobe) เช่นฮิปโปแคมปัส, dentate gyrus, subiculum, อะมิกดะลา, parahippocampal cortex, entorhinal cortex และ perirhinal cortex 
หรือ (2) เขต midline diencephalic region โดยเฉพาะส่วน dorsomedial nucleus ของทาลามัส และ mammillary bodies ของไฮโปทาลามัส