W pamięci długotrwałej ślady pamięciowe są przechowywane pod postacią zmian biochemicznych i funkcjonują w sposób utajony. Natomiast przypominanie polega na aktywizacji biochemicznego śladu pamięciowego i przekodowaniu zawartej w nim informacji na postać bioelektryczną (analogicznie jak odtwarzanie z taśmy magnetofonowej). Tym samym przypominanie dokonuje się w ramach pamięci krótkotrwałej (opartej o elektryczną aktywność mózgu).
Istnieje szereg dowodów potwierdzających istnienie zarówno pamięci krótko, jak i długotrwałej. Obserwacje, poczynione głównie w klinikach neurochirurgicznych, wskazują, że pamięć krótkotrwała może być zaburzona bez naruszenia pamięci długotrwałej i odwrotnie. Występują tutaj dwa typy zaburzeń pamięci: amnezja wsteczna, gdy człowiek nie pamięta swojej przeszłości, ale zachowuje zdolność przyswajania sobie nowych informacji, i amnezja naprzednia (zwykle będąca efektem uszkodzenia podkorowych struktur mózgowych — tzw. hipokam-pa i spoidła wielkiego), kiedy to zachowana jest pamięć przeszłości, a zaburzona zdolność zapamiętywania nowych faktów (Kurcz, 1992).
Zapominanie w tym modelu pamięci występuje tylko w pamięci krótkotrwałej. Zakodowana wcześniej informacja pod postacią engramów istnieje zawsze, tylko nie można czasami do niej dotrzeć. Tym samym niemożność przypomnienia sobie pewnej informacji nie świadczy ojej zapomnieniu. Dowodzą tego niespodziewane nieraz przypomnienia faktów pozornie całkowicie zapomnianych lub też doświadczenia nad przypominaniem pod hipnozą, (tzw. hipermnezja hipnotyczna czy też regresja hipnotyczna, czyli zasugerowany powrót do minionych zdarzeń, przeżyć czy okresów życia).
Obserwacje następstw operacyjnego wycięcia płatów skroniowych, dokonywanych głównie w Instytucie Neurologicznym w Montrealu przez W. Pcnfielda i B. Milner (Penfield, 1952), wskazują, że trwała niepamięć występuje tylko wówczas, gdy usunięto obydwa płaty skroniowe (lewej i prawej półkuli). U żadnego chorego z usuniętym lub uszkodzonym jednym płatem skroniowym amnezji nie zaobserwowano. Rodzi to pytanie, czy poszczególne ślady pamięciowe znajdują się tylko w jednej półkuli, a obie mają do nich dostęp, czy też są zdublowane. Problem ten stał się przedmiotem licznych badań eksperymentalnych. Uczono w nich zwierzęta wykonywania zadania, przy którym jedna półkula otrzymywała informację sensoryczną (tworzono odruch warunkowy dla prawego oka, gdy lewe oko było zasłonięte). Jak się okazało, odruch warunkowy ujawniał się, gdy bodziec zadziałał następnie na oko lewe przy prawym przysłoniętym. W drugim etapie eksperymentu na innych zwierzętach przecinano im skrzyżowanie wzrokowe.