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La memoria è una funzione psichica e neurale di assimilazione, attraverso dati sensibili provenienti dall'ambiente esterno mediante fattori percettivi quali gli organi di senso, ed elaborazione di questi dati attraverso la mente e il cervello sotto-forma di ricordi ed esperienze al fine dell'apprendimento, dello sviluppo dell'intelligenza e delle capacità cognitive, psichiche e fisiche dell'individuo. La memoria può essere trattata, in maniera complementare, studiando i processi cognitivi e quelli neurofisiologici associati. La memoria è presente, a vari livelli, in tutti gli esseri animali; la sua importanza primaria sta nel fatto che non esiste alcun tipo di azione o condotta senza memoria (ad esempio nella condotta sociale, oppure nei fenomeni di rinforzo nell'apprendimento animale). Si può considerare inoltre la memoria come una delle basi che rendono possibile la conoscenza umana e animale, proprio in virtù della capacità di apprendimento, assieme ad altre funzioni mentali quali elaborazione, ragionamento, intuizione, coscienza.

La psicologia fisiologica è una branca della psicologia cognitiva che studia le basi fisiologiche sottostanti alle funzioni psicologiche. Il fine di questa disciplina, che può essere considerata un ponte tra le neuroscienze e la psicologia, è definire l'associazione tra le funzioni fisiologiche del cervello ed il comportamento osservato ed i processi mentali. Mentre la psicologia si occupa prevalentemente del comportamento dell'individuo e le neuroscienze dello studio del sistema nervoso, la psicologia fisiologica cerca di unire i due diversi aspetti, fornendo una spiegazione fisiologica dei diversi aspetti del comportamento. Da questo punto di vista è un sinonimo delle neuroscienze cognitive.