Xotiraning biologik asoslari nerv hujayralari va ularning o'zaro aloqalari bilan bog'liqdir. Miyada asosan gipokampus va korteks xotira shakllanishida muhim rol o'ynaydi. Neyronlar orasidagi sinaptik aloqalar xotira saqlanishi va yangilanishini ta'minlaydi