เริ่มต้นในทศวรรษที่ 1960 ชุดการศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับวิธีการที่สมองเก็บข้อมูลเกิดขึ้น โดยใช้สัตว์และผู้ป่วยความจำเสื่อม ภายในทศวรรษนี้ Milner, Atkinson และ Shiffrin เป็นนักวิจัยที่สำคัญเป็นพิเศษ ยุคแห่งการทดลอง หน่วยความจำ สมัยใหม่เริ่มต้นขึ้นเมื่อมิลเนอร์ (1962)แสดงให้เห็นด้วยการทดลอง HM ว่าผู้ป่วยที่ป่วยหนักสามารถได้รับทักษะใหม่ (การประสานงานระหว่างมือและตา) โดยไม่ต้องจำว่าเคยเผชิญกับงานมาก่อน ในขณะที่การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าความทรงจำไม่ได้รวมเป็นหนึ่งเดียว การอภิปรายในเวลานั้นมักจะแยกทักษะการเคลื่อนไหวเป็นกรณีพิเศษซึ่งแสดงถึงรูปแบบความทรงจำที่มีการรับรู้น้อยกว่า ข้อเสนอแนะคือหน่วยความจำที่เหลือเป็นชิ้นเดียวและขึ้นอยู่กับโครงสร้างกลีบขมับที่อยู่ตรงกลาง