Par exemple dans l'image ci-contre obtenue grâce à la technique de résonnance magnétique fonctionnelle, une technique basée sur l'augmentation du débit sanguin cérébral associée à ses aires les plus actives, on constate que la zone colorée en jaune dans le cortex préfrontal est très active pendant que le sujet garde en mémoire l'image d'un visage.

Mais le modèle de Baddeley postule aussi l'existence d'une mémoire phonologique (acoustique et linguistique) et d'une mémoire visuo-spatiale (image mentale). Or, les deux trouvent aussi une base neuro-anatomique distincte dans les études d'imagerie cérébrale.

La boucle phonologique active certaines aires de l'hémisphère gauche que l'on associe à la production du langage comme l'aire de Wernicke et l'aire de Broca. La mémoire visuo-spatiale serait quant à elle associée à une région du cortex occipital généralement associé au traitement visuel.

D'autre part, certaines sous-régions du cortex préfrontal ne sont activées que si l'exercice de mémorisation comporte une certaine difficulté pour le sujet, confirmant ainsi le rôle de coordonnateur du processeur central.

Cela se complique d'ailleurs encore davantage quand on prend en compte la séquence temporelle de la mémorisation, c'est-à-dire les différentes étapes impliquées dans le stockage et le rappel d'une information.

L'hippocampe jouerait un rôle fondamental dans la mémoire spatiale chez de nombreuses espèces dont l'homme. Par exemple, des chercheurs anglais ont demandé à des chauffeurs de taxi d'imaginer leur déplacement au sein de la ville de Londres pendant que leur activité cérébrale était examinée par tomographie par émission de positons (PET scan). Cette tâche familière pour eux a provoqué une activation spécifique de leur hippocampe droit.

L'hippocampe joue donc un rôle primordiale dans la mémoire épisodique, celle qui nous permettra des années plus tard de nous rappeler cette soirée particulièrement agréable. En effet, c'est l'hippocampe qui semble nous permettre de " rejouer la scène " en réactivant ce pattern particulier d'activité de différentes régions corticales. Ce phénomène serait très important durant les rêves, ce qui expliquerait l'incorporation d'événements des derniers jours dans ceux-ci.

Mais au bout d'un certain temps, ces différentes régions corticales activées lors d'un événement deviendraient fortement liées entre elles et pourraient se passer du travail de l'hippocampe comme agent de liaison. Grâce à ce couplage, le seul souvenir d'une pièce musicale qui jouait ce soir-là pourrait nous rappeler toute la scène du souper, chacun de ces éléments pouvant servir d'indice pour faire resurgir à la conscience tout le reste.

Les souvenirs encodés depuis longtemps dans la mémoire à long terme peuvent donc se passer de l'hippocampe. C'est en particulier le cas des connaissances générales de la mémoire sémantique qui activent plutôt le cortex frontal et le cortex temporal. L'activité du lobe temporal correspondrait à l'activation du fait en question et celle du cortex frontal à son accession à la conscience.

Contrairement aux faits et aux événements cependant, notre mémoire spatiale demeurerait, elle, confinée à l'hippocampe. Celui-ci aurait la capacité de recréer une carte mentale de l'espace, grâce à certaines cellules dites ''cellules de lieu'' (voir dans le blogue : Un Nobel pour les travaux sur les neurones de l’orientation spatiale)