海馬は側頭葉内側にある湾曲した構造で、新たな明示的記憶の形成に不可欠な部分である。海馬がなければ、数分前の出来事はほぼ完全に失われてしまう。

てんかん発作を抑えるために海馬を外科的に切除した有名な患者HMは、古い記憶と新しい運動技能を習得する能力は保持していたものの、事実や出来事に関する新しい永続的な記憶を形成することができなかった。この解離によって、海馬は宣言的記憶に不可欠であり、他の記憶システムは損なわれていないことが明らかになった。海馬は空間ナビゲーションにも関与しており、動物が特定の場所にいるときに海馬内のプレイス細胞が発火し、認知地図の形成に貢献している。

海馬はストレス、低酸素症、アルツハイマー病の初期段階に対して脆弱である。そのニューロンは限られた範囲で成体神経新生能力を維持しており、この発見は研究者の大きな関心を集めている。記憶の固定化は、海馬から新皮質ネットワークへの依存の段階的な移行を伴うと考えられており、これにより古い記憶は海馬の損傷後も維持される。

新しい出来事や事実は、永続的な記憶の保存場所へと向かう過程で海馬を経由する。その入り口が損傷すると、生命の記録が途絶えてしまう。