Amygdala ja hippokampus ovat kaksi osaa aivojen limbisestä järjestelmästä. Molemmilla näillä osilla on ensisijaisia toimintoja, jotka liittyvät muistiin ja reaktioihin emotionaalisiin näkökohtiin. Nämä kaksi osaa, osana limbistä järjestelmää kokonaisuutena, käsittelevät sitä, miten ihmisen aivot käsittelevät näitä tunteita ja muistoja.
Ihmisillä on monimutkaiset aivot, jotka on jaettu osiin ja osa-alueisiin. Jokaisella näistä osastoista on tietty joukko toimintoja ja tarkoituksia. Yhdessä aivot ovat vastuussa kehon kaikkien osien ohjaamisesta liikkeestä hormonituotantoon. Limbisella järjestelmällä on suuri rooli käyttäytymisessä ja tunteiden hallinnassa.
Limbisessä järjestelmässä amygdala ja hippokampus sijaitsevat hypotalamuksen alla, joka on toinen osa limbistä järjestelmää, lähellä talamuksen vasenta osaa. Yhdessä nämä kaksi osaa käsittelevät ensisijaisesti pitkän aikavälin muistin muodostamista, tunteiden käsittelyä ja sen määrittämistä, miten nämä tunteet sidotaan muistiin. Vaikka nämä kaksi osaa toimivat yhdessä, kummallakin on omat vastuunsa.
Amygdalalla on useita toimintoja. Se ohjaa aivojen kykyä koordinoida monia reaktioita tunneärsykkeisiin. Näitä ovat hormonaaliset, autonomiset ja käyttäytymisvasteet. Stressi, ahdistus ja pelko ovat ensisijaisia ärsykkeitä, jotka tuottavat vastauksia. Amygdalan välitys auttaa hallitsemaan kuinka nämä ärsykkeet tulevat yhteen ja tarjoavat koordinaatiota.
Toisin kuin amygdalan toiminnot, hippokampus ohjaa kehon kortikosteroidien tuotantoa, jotka ovat kemikaaleja, jotka luovat fysiologisia vasteita ärsykkeille. Hippokampus säätelee myös sitä, miten mieli luo muistoja. Lyhytaikaiset muistot yhdistetään emotionaalisiin vastauksiin pitkäaikaisten muistojen luomiseksi. Lisäksi tutkimukset viittaavat myös siihen, että hippokampus toimii karttana luomalla asettelun ympäristöstä, jonka ihminen kokee, jota kutsutaan kognitiiviseksi hermokarttaksi.
Amygdala ja hippokampus luottavat toisiinsa muodostaessaan yksittäisiä toimintojaan. Ärsykkeiden vasteita säätelee amygdala, ja hippokampus käyttää niitä sitten sekä lyhyen että pitkän aikavälin muistojen muodostamiseen. Tietyt tapahtumat liittyvät niihin tapahtumiin kuuluviin ärsykkeisiin, joita amygdala käsittelee ja joihin hipokampus pääsee käsiksi.
Amygdalan ja hipokampuksen vaurioituminen voi tuottaa erilaisia tuloksia. Jos amygdala on vaurioitunut eikä voi toimia kunnolla, henkilö voi tuntua tyhjältä tunteista, koska ärsykkeisiin ei vastata. Hippokampuksen vamma voi vaihdella tuloksissa riippuen siitä, kumpi puoli on vaurioitunut, ja vahingon laajuudesta riippuen. Yleensä muistitoiminto muuttuu. Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla on usein vaurioita hippokampuksessa.