Duygusal bellekle ilişkili beyin bölgesinin amigdala olduğu düşünülüyor. Amigdala, yoğun duygular hissettiğimiz bir olay sırasında, stres hormonlarının salgılanmasını sağlayarak bellek oluşumuna katkıda bulunuyor. Dolayısıyla stres tepkisi organizmaya yalnızca “kaçmak ya da savaşmak” davranışı için gerekli uyarılmayı ve enerjiyi sağlamakla kalmıyor, bu tepkiyi tetikleyen olayların belleğe alınmasında da önemli rol oynuyor.

Herhangi bir olayla ilişkili bellek “sağlamlığı” yalnızca olayın oluştuğu sıradaki süreçlere bağlı değil. Olay olup bittikten sonra da bellek “güçlendirilmeye” devam ediyor. İşte bu nedenle bazen duygusal bir olayın detaylarını ilerleyen günlerde daha iyi anımsayabiliyoruz. Belleğin güçlendirildiği bu süreçte uykunun, özellikle de uykunun REM döneminin etkin bir role sahip olduğu düşünülüyor. Araştırmacılar uykunun belleğin sağlamlaştırılmasındaki önemini, salınımı uyku sırasında yüksek seviyelere ulaşan ve öğrenme sürecinde söz sahibi olduğu bilinen asetilkolin adlı kimyasal maddeyle ilişkilendiriyor.

Asetilkolin miktarındaki bu değişikliğin, REM sırasında amigdalada ve bellek oluşumundan sorumlu tutulan diğer bir beyin bölgesi olan hipokampüste gözlemlenen beyin dalgalarının yapısında değişime yol açtığı ve tüm bu sürecin sinirsel plastisiteyi tetiklediği düşünülüyor. Plastisite, bir yaşam süresince deneyimlenen her yeni olayla ya da öğrenilen her yeni bilgiyle beyindeki sinir ağlarının yapısının ve düzeninin değişikliğe uğraması anlamına geliyor. Kuma düşen bir taş nasıl kumda iz bırakıyorsa, öğrendiğimiz yeni bilgiler de beynimizi bir anlamda “şekillendiriyor”. Bu da sinir sisteminin bundan yirmi otuz yıl öncesinde düşünüldüğü gibi sabit değil, sürekli olarak değişim gösteren esnek bir sistem olduğu anlamına geliyor.