Plusieurs types de référentiels et plusieurs stratégies cognitives sont utilisés par le cerveau pour établir des relations entre les objets de l'environnement et notre corps. Les bases neurales de l'orientation spatiale et de la mémoire des trajets ont été explorées grâce à l'imagerie cérébrale (TEP et IRMf) chez l'homme. On a particulièrement cherché à identifier les aires impliquées dans le codage dans des référentiels ego- et allocentriques, et les aires corticales activées dans des tâches de navigation mentale suivant deux stratégies de « route » et de « carte ou de survol ». Les résultats ont confirmé l'existence de réseaux pariéto-frontaux spécialisés dans divers types de fonctions de mémoire visuo-spatiale. Ensuite elles ont permis d'identifier, chez l'homme, les aires corticales qui constituent le réseau d'intégration des informations vestibulaires avec les autres composantes du traitement des informations spatiales. Ils ont aussi révélé que les structures lésées dans le cas du syndrome de négligence spatiale sont bien aussi celles qui sont impliquées dans la perception égocentrique des relations entre le corps et l'espace. De plus, ces études donnent une base anatomique aux déficits neurologiques de mémoire topographique mais il suggèrent aussi l'existence d'une classe particulière de mémoire spatiale qui pourrait être appelée « mémoire topo-kinétique » ou « topo-kinesthésique ».