A deklaratív/procedurális modell (Ullman 2001) feltevése szerint a nyelvi folyamatok mögött két alapvetően eltérő rendszer, a mentális lexikon és a mentális nyelvtan áll, amelyek két nagy emlékezeti rendszerhez, a deklaratív és a procedurális memóriához kötődnek (a deklaratív/procedurális modellről l. még kötetünk 16. fejezetét). A mentális lexikon, amely a szavak hangalakját és jelentését, a toldalékokat, továbbá olyan információkat tartalmaz, amelyek nem vezethetők le szabályok segítségével (argumentumok, kivételes toldalékolású alakok, idiómák), a deklaratív emlékezeti rendszerhez tartozik. Ez felelős a hagyományos, iskolai értelemben vett tanulásért, a reprezentációk létrejöttéért és a szemantikus és epizodikus tudásért. A rendszer által tárolt információk általában tudatosan hozzáférhetők, továbbá elérhetők más mentális rendszerek számára is. Működése elsősorban a mediális temporalis lebeny struktúráin alapul, ami az emlékek, illetve a szavak kódolásáért, konszolidációjáért és az új emlékek előhívásáért felelős. A függetlenedett reprezentációk tárolásában pedig egyéb, elsősorban temporális területeknek van fontos szerepe. Ezen kívül a deklaratív tudás kezelésében egyéb területek is részt vesznek. A kódolásáért és a deklaratív tudás szelekciójáért és előhívásáért a ventrolaterális prefrontális kéreg, az emlékek előhívásáért és az előhívás monitorozásáért az anterior frontális-poláris kéreg, keresési és előhívási folyamatokért pedig a kisagy lehet felelős. A két emlékezeti rendszerrel kapcsolatban nemcsak funkcionális, illetve neuroanatómiai, hanem sejt- és molekuláris szintű vizsgálatok is történtek. Ezek eredménye szerint a deklaratív emlékezeti és hippokampális folyamatokban az acetilkolin kiemelt szerepet játszik, továbbá az ösztrogénnek is fontos szerepe lehet a rendszer működésében. Erre utaló eredmény például, hogy a menstruációs ciklus azon szakaszaiban, amikor magasabb az ösztrogénszint – vagy hormonkezelésből adódó magasabb ösztrogénszint esetén – javul a nők verbális fluenciája (Hampson 1990; Maki et al. 2002). Szintén az ösztrogén deklaratív memóriában játszott szerepét támogatja, hogy menopauza utáni korban lévő nőknél az ösztrogénnel kezelt csoportnál nagyobb aktivitás jelentkezett a mediális temporális lebenyben, mint azoknál, akik nem kaptak ilyen jellegű kezelést (Maki–Resnick 2000; Resnick et al. 1998).