大腦如何表示外部世界的信息，又如何將感覺轉變成記憶？這個問題與我們的研究密切相關。先看看一個著名的病例（名為H. M.），他患有頑固性癲癇，為了控制他強烈的癲癇症狀，神經外科醫生無奈之下，只好選擇切除他的海馬區，以及大腦兩側與海馬區相連的區域。手術後，這位病人仍能辨別人和物體，可以回想起手術前就知道的一些事，但是出乎意料的是，他再也不能形成新的持久性記憶。由於失去了海馬區，他很快就會忘記剛經歷過的事情，就像電影《記憶碎片》（Memento）中患有類似神經疾病的主角那樣。
上述病人的故事表明，海馬區（甚至整個內側顳葉）對於感知並不是必需的，但對於短時記憶（持續時間很短）向長時記憶（持續時間達數小時、數天甚至數年）的轉變卻是必不可少的。我們認為，位於內側顳葉區域的「概念細胞」，在將我們意識到的東西（即外部輸入的感覺信息或大腦回憶所觸發的內容）轉變成長時記憶的過程中發揮關鍵作用，長時記憶隨後將存儲到大腦皮層的其他區域。我們認為，對於那位病人來說，他在辨認，或者回憶安妮斯頓時，「珍妮弗·安妮斯頓神經元」並非必需的，但是，這位病人要把「安妮斯頓」放在自己的腦海中，建立起與這位女影星有關的聯繫或記憶，該神經元卻是至關重要的——比如，日後他會想起他見過安妮斯頓的照片。
我們的大腦可能通過為數不多的「概念細胞」，將一個事物的多種形式表示為一個獨特的概念。這樣的表示方式只需要一小群神經元，並且不會隨著事物具體形式的變化而變化。「概念細胞」的作用對於解釋我們的回憶過程很有幫助，我們會回想起珍妮弗或盧克的整體形象，而不是他們臉部的每一個細節。我們不需要（也不可能）回想起遇到過的每個人或每件事的全部細節。
重要的是抓住特定場景中與我們有關的人和事物的關鍵信息，而不是記住大量毫無意義的細枝末節。如果我們在咖啡店偶然遇見一個熟人，對我們而言更重要的是記住這次相遇後發生的一些重要事情，而不是此人的衣著打扮，或者他說的每一句話，更不是喝咖啡的其他陌生人的長相。「概念細胞」傾向於對與個人相關的事物興奮，因為我們通常會記住與我們熟悉的人或事物有關的事，而不會浪費精力去記住與我們無關的事。
記憶不只是一個個孤立的概念。對珍妮弗·安妮斯頓的記憶，包含著與她本人以及她在《老友記》等影視作品中所扮演的角色有關的一系列故事。對某個記憶情節的完整回憶，需要在不同但是相關的概念之間建立聯繫，比如，把「珍妮弗·安妮斯頓」這個概念與「坐在沙發上，一邊看著《老友記》，一邊吃著冰淇淋」等概念關聯起來。
如果兩個概念是關聯的，那麼編碼其中一個概念的某些神經元可能也會對另一個概念興奮。這可以解釋大腦神經元對相互聯繫的事物如何進行編碼的生理過程。神經元會對有關聯的其他概念放電，這可能就是形成情景記憶（episodic memories，例如在咖啡店偶遇熟人後發生的一系列事件）以及意識流動（flow of consciousness，意識的內容自發地從一個概念跳到另一個概念）的基礎。當我們看到珍妮弗·安妮斯頓時，視覺感知激發起我們對電視、沙發以及冰激凌等概念的記憶，這些相互關聯的概念構成了「正在觀看《老友記》劇集」的記憶。同一個概念的不同方面（存儲在不同的腦區）之間，也可能是通過類似的方式形成關聯，從而將一束玫瑰的香味、形狀、顏色和質地，或者珍妮弗的容貌和嗓音聯繫起來。
既然以抽象概念的形式存儲高級記憶具有明顯優越性，那我們就要進一步探討，為什麼對這些概念的表示只需要內側顳葉中的一小群神經元？多項模擬研究表明，稀疏編碼方式對於快速形成不同概念之間的聯繫是必需的——這可能就是答案。
模擬研究的技術細節相當複雜，不過原理非常簡單。就拿我們在咖啡店遇到一個熟人這樣的例子來說，假如採用分布式編碼的方式——而不是相反的稀疏編碼——來表示這個人，那我們對這個人的每一處細節都需要用許多神經元進行編碼。對這家咖啡店本身的分布式編碼，又需要另外的大量神經元。如果要將這個人和這家咖啡店聯繫起來，就需要在表示這兩個概念各種細節的大量神經元之間建立連接。這還沒有考慮將這兩個概念與其他更多概念聯繫起來的問題，例如，這家咖啡店看起來像一家舒適的書店，而遇到的那個人看上去很像我們認識的另一個人。
在分布式網絡中建立這樣的連接是非常緩慢的，而且可能導致記憶混亂。相反，在稀疏網絡中建立這樣的連接既快速又容易，只須使少數神經元對兩個概念都放電，從而在表示每個概念的各組神經元之間建立少量連接即可。稀疏網絡的另一個優點是，增加新概念並不會對網絡中既有的其他概念帶來顯著影響；而在分布式網絡中很難將一個概念單獨分隔開來，若要增加一個新概念，甚至需要改變整個網絡的邊界。
「概念細胞」使感知和記憶相互聯繫，通過抽象化和稀疏編碼的方式表示語義知識（semantic knowledge），比如人、場所、物體，以及構成我們個人世界的全部有意義的概念。它們是搭建記憶大廈的磚石，使我們對生活中的事實和事件形成記憶。它們巧妙的編碼方式使我們的思維可以撇開無數瑣碎的細節，提取出有意義的東西，以此來形成新的記憶，並在概念之間建立新的關聯。「概念細胞」編碼了我們的經歷中最重要的內容。
「概念細胞」與萊特文所設想的「祖母細胞」不太相似，但它們很可能是人類認知能力的重要物質基礎，以及思維和記憶的硬體組分。