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Las estructuras cerebrales más íntimamente relacionadas con la memoria episódica incluyen el hipocampo, el giro parahipocampal (fundamentalmente la corteza entorrinal), los cuerpos mamilares y el tálamo (Zola-Morgan, Squire y Amaral, 1986). Todas estas estructuras se organizan en dos sistemas diferenciados que son necesarios para el correcto funcionamiento de la memoria episódica: el tracto septohipocampal y el tracto mamilotalámico.

Se considera que la memoria no-declarativa depende fundamentalmente de la integridad de los núcleos de la base y del cerebelo que son estructuras cerebrales más simples y menos desarrolladas filogenéticamente. Por este motivo, la memoria no-declarativa es un sistema muy resistente al olvido.

Si bien era asumida desde antiguo la participación de la corteza cerebral en el procesamiento emocional, no fue hasta los años 20 cuando Cannon comenzó a realizar los primeros experimentos científicos a este respecto, estableciendo el papel del tálamo como suministrador general de información sensorial a la corteza. El procesamiento emocional quedaba entonces dividido en una respuesta periférica, coordinada por el hipotálamo, y un procesamiento cortical a partir de la aferencia talámica, aunque la relación entre ambos estadios aún no se conocía.

Las alteraciones más importantes y frecuentes se derivan de las alteraciones endocrinas por afectación del sistema hipotálamo-hipofisario y el hipogonadismo subsiguiente. Otros trastornos sexuales que pueden aparecer son la galactorrea no-puerperal (por afectación de la vía dopaminérgica tubero-infundibular) o la pubertad precoz.

Por último indicar que también se han descrito alteraciones en las conductas sexuales, como conductas excesivas o incontrolables en lesiones del hipotálamo caudal.