L’hippocampe, ainsi nommé parce que sa forme ressemble vaguement à celle d’un hippocampe, est chargé d’encoder les souvenirs à long terme et d’aider à la navigation spatiale. C’est l’une des parties phylogénétiquement les plus anciennes du cerveau, et la première partie choisie pour être reproduite artificiellement comme prothèse cérébrale. L’hippocampe est connu pour être associé à la consolidation de souvenirs épisodiques, qui sont des souvenirs d’événements personnellement vécus et de leurs émotions associées. Contrairement aux mémoires sémantiques de faits abstraits et de leurs associations, les mémoires épisodiques peuvent être représentées comme des histoires. Les dommages à l’hippocampe entraînent une incapacité à former de nouvelles mémoires épisodiques à long terme, bien que de nouvelles mémoires procédurales, telles que des séquences motrices pour les tâches quotidiennes, puissent encore être apprises.
Dans la schizophrénie et certains types de dépression sévère, l’hippocampe rétrécit. L’hippocampe est également connu comme l’une des parties du cerveau les plus structurées et les plus étudiées, c’est pourquoi il a été choisi pour l’émulation prothétique. Bien que les algorithmes neuronaux exacts ne soient pas connus, ils ont été modélisés dans leur intégralité. Parce que l’hippocampe est si ancien, il a été largement optimisé par l’évolution et est fondamentalement le même pour toutes les espèces de mammifères. C’est pourquoi il a été possible de concevoir une prothèse hippocampique grâce à l’étude exhaustive d’hippocampes de rat en suspension dans le liquide céphalo-rachidien.
Pour la navigation, l’hippocampe contient des « cellules de lieu » qui s’activent en fonction de l’emplacement perçu de l’animal. Un argument solide peut être avancé que ces cellules existent dans l’hippocampe parce que des mémoires doivent être utilisées pour déterminer l’emplacement actuel à partir de variables plus fondamentales comme l’orientation et la vitesse. L’activation de ces cellules de lieu a été observée chez des humains naviguant dans des villes de réalité virtuelle. Un hippocampe intact est requis pour de nombreuses tâches de navigation spatiale. L’hippocampe était à l’origine associé, à tort, au sens de l’odorat, qui est en fait traité par le cortex olfactif.