Zum Großhirn gehören allerdings auch tiefer gelegene Strukturen, welche auf der rechten Abbildung nicht direkt sichtbar werden.
Zunächst ist dabei der Hippocampus zu nennen. Diese Struktur ist gerade für die Neuropsychologie sehr wichtig. Denn vereinfacht gesagt stellt der Hippocampus die Überführung von Gedächtnisinhalten vom Kurzzeitgedächtnis zum Langzeitgedächtnis sicher. Schädigungen des Hippocampus können also dazu führen, dass wir uns nichts Neues mehr merken können. Im Falle einer Schädigung können wir uns neue Dinge und Eindrücke dann nur noch höchstens 2 Minuten merken, danach sind sie verschwunden. Dies betrifft nicht nur Dinge, die wir lesen und hören, Menschen, die wir treffen oder Situationen, in die wir kommen, sondern auch neue Umgebungen, denn auch unser räumliches Erinnerungsvermögen kann durch eine solche Läsion am Hippocampus zerstört werden. Alte Gedächtnisinhalte, wie die eigene Kindheit, also alle Dinge, die wir uns vor der Schädigung des Hippocampus gemerkt haben, bleiben meist weitgehend erhalten und können auch weiterhin abgerufen werden. Informationen und Ereignisse, die relativ kurz vor dem Schädigungsereignis eingespeichert wurden, können mitunter verloren gegangen sein, weil sie noch nicht vollständig in das Langzeitgedächtnis überführt worden waren.
Die Fornix ist Teil des Hippocampus, der hier schon beschrieben wurde und ist hauptverantwortlich dafür, dass Dinge, die wir uns merken wollen, vom Kurzzeitgedächtnis (Merkdauer hier höchstens 2 Minuten) in das Langzeitgedächtnis überführt werden.
Auch die Amygdala, die in der rechten Grafik zu sehen ist, ist eine sehr wichtige Struktur. Sie ist zentral für die Verarbeitung von Gefühlen, insbesondere Angst und Furcht. Umweltinformationen werden von der Amygdala daraufhin überprüft, ob sie für uns gefährlich sind oder nicht.
Eine weitere Struktur, die wir noch betrachten möchten, ist die Insula oder Inselrinde. Die Insula ist noch nicht vollständig entschlüsselt, was ihre Aufgaben angeht. Man nimmt an, dass sie unter anderem beteiligt ist an der Verarbeitung unbewusste Körperempfindungen und hier besonders von Geschmacksreizen. Außerdem scheint sie an einigen Abläufen in der Schmerzwahrnehmung beteiligt zu sein. Sie ist der wichtigste Teil der sog. viszerosensiblen Rinde. (Sensitivität gegenüber (unbewussten) Empfindungen der inneren Organe)
Ebenfalls in der Tiefe des Gehirns liegen die Basalganglien, welche sich aus mehreren Strukturen zusammensetzen.Die Basalganglien steuern unsere absichtlichen (sog. willkürlichen) Bewegungen, etwa wenn wir einen Gegenstand in die Hand nehmen wollen. Sie sind also für die Feinabstimmung der Bewegungsabläufe zuständig.
