Xotira mexanizmining biologik asoslari asosan asab hujayralari va ularning o'zaro aloqalariga bog'liq. Neyronlar dendritlar va aksonlar orqali impulslarni uzatib, xotira shakllanishida ishtirok etadi. Sinapslarida o'zgarishlar, jumladan yangi sinapslarning hosil bo'lishi yoki mavjud sinapslarning mustahkamlanishi, uzoq muddatli xotirani shakllantiradi. Gipokampus miyada xotira shakllanishi va saqlanishi uchun muhim rol o'ynaydi.