I deficit di memoria possono essere causati da danni cerebrali, focali o diffusi, differentemente localizzati e possono colpire i diversi processi di memoria sopra descritti. In particolare, i danni alla memoria dichiarativa, ossia la rievocazione o riconoscimento consapevole di informazioni, hanno conseguenze più invalidanti. Generalmente, tali deficit si distinguono in base alla loro localizzazione cerebrale o ai quadri clinici conseguenti.

I quadri clinici solitamente classificati sono:

1) l’amnesia causata da danni bilaterali a strutture cerebrali mediotemporali e diencefaliche, compreso l’ippocampo, coinvolge sempre la memoria episodica anterograda, impedendo di apprendere nuove informazioni (amnesia anterograda) e/o la memoria retrograda, impedendo il recupero di informazioni apprese prima della lesione. La memoria a breve termine è generalmente conservata mentre la memoria a lungo termine è compromessa. Perciò i pazienti non sono in grado di ricordare cosa hanno fatto il giorno precedente, per esempio, o di riconoscere volti di persone recentemente conosciute. Inoltre, la memoria semantica è solitamente intatta, preservando nozioni generali e personali, mentre quella episodica è danneggiata, compromettendo il ricordo di episodi personali passati.
2) Disturbi di memoria conseguenti a lesioni dei lobi frontali (amnesia “frontale”) che portano ad un quadro clinico più specifico. Infatti danni ai lobi frontali portano a disturbi dell’attenzione e delle funzioni esecutive, utili all’organizzazione dell’apprendimento e, in generale, ad attivazione, progettazione, programmazione e controllo di attività. In pratica, pazienti con lesioni di questo tipo non sono in grado di focalizzare l’attenzione in modo continuativo e di mettere in atto strategie per memorizzare informazioni e rievocare ricordi. Inoltre, la memoria di lavoro può essere gravemente compromessa.
3) Confabulazioni di memoria conseguenti a lesioni orbitofrontali e ventrali. Le confabulazioni consistono nella produzione di false memorie e sono spesso associate a deficit di memoria e delle funzioni esecutive. In tal caso, il paziente non ha consapevolezza del proprio deficit (anosognosia) e sono convinti della verità dei loro falsi ricordi. La confabulazione può essere momentanea se consiste nel racconto di un evento falso ma plausibilmente vero, oppure fantastica, quando il racconto non è reale né plausibile. Infine, la confabulazione comportamentale spontanea avviene quando i pazienti agiscono in base ai loro falsi ricordi.