早期研究发现慢性疼痛患者存在记忆的心境一致性效应(mood-congruity effect)。心境一致性效应是指当个体当前的情绪状态与之前经历过的情绪状态相同时，个体更容易回忆起同一情绪状态下识记过的信息或经历过的事情 [ 10 ]。网络理论(network theory)对记忆的心境一致性效应进行了相应的解释，并对慢性疼痛记忆偏差的研究有着很强的影响力 [ 11 ]。该理论强调，由记忆的概念、经验和信念组成的“节点”(nodes)与情绪有关。早期研究将网络理论应用于慢性疼痛记忆偏差领域并提出了“疼痛中心记忆节点”的概念，且疼痛中心记忆节点与其他不同情绪的疼痛记忆节点相连，共同构成了疼痛记忆网络模型。一旦疼痛中心记忆节点被激活，与当前情绪状态一致的节点也将被激活，使个体处理情绪一致刺激的阈值比情绪不一致刺激的阈值更低，同时增强对情绪一致刺激的编码和检索能力。研究发现，慢性疼痛患者比健康对照组回忆起更多与疼痛相关的词，信息处理中的疼痛记忆偏差与个体情绪状态有关 [ 12 ]。此外，早期研究也发现焦虑情绪与负面或威胁信息的加工系统有关，而焦虑敏感性与威胁信息的记忆偏差，生理疼痛记忆偏差也存在相关关系 [ 13 ] [ 14 ]。焦虑敏感性是指个体会对与焦虑相关的生理感觉表现出恐惧情绪 [ 15 ]。一项研究采用冷压痛任务探究了焦虑敏感性和疼痛记忆偏差之间的关系 [ 16 ]。研究者发现，具有较高焦虑敏感性的受试者在3~7天后记忆任务中报告的疼痛强度会比最初实验时报告的强度更强烈。

慢性疼痛患者普遍存在记忆功能障碍，如工作记忆和长时记忆功能障碍。一些研究人员认为这种记忆功能障碍与个体对疼痛信息的认知资源分配紊乱有关。认知资源理论指出个体的认知资源是有限的，不同的认知过程会争夺认知资源 [ 17 ]。疼痛刺激会优先捕获慢性疼痛患者的注意力，并在注意过程中占用大量的认知资源，以至其他认知过程无法获得足够的认知资源进行信息的加工处理 [ 18 ]。一项研究发现，个体经历的疼痛越强，工作记忆的表现就越差，即疼痛强度与工作记忆之间存在显著的负相关 [ 19 ]。这一结果说明了疼痛个体可能在早期认知过程中投入过多的认知资源，使得个体无法拥有足够的认知资源进行信息的记忆加工。另一项研究发现，疼痛加剧与较差的延迟回忆有关，虽然该研究无法区分这种负相关是由疼痛引起的还是和由其他因素(如小脑中的纤维束损伤)引起的 [ 20 ]。然而，另一些研究却得出了相反的结论。Jorge发现慢性疼痛患者较健康对照组回忆起更多与疼痛相关的刺激，该结论与认知资源理论相悖。对此，研究者提出了另一个假设，即过度警觉假设(hypervigilance perspective)。过度警觉假设是指早期认知过程和工作记忆占用的认知资源是独立的，与疼痛相关的信息会优先占用注意相关的认知资源，而工作记忆所需要的认知资源并没有减少 [ 21 ]。这种认知资源的无意识分配可能导致了慢性疼痛患者对疼痛相关材料的注意偏差，并影响工作记忆期间信息的编码过程 [ 22 ]。

疼痛强度除了与工作记忆有关，还可能与长时记忆有关。一项研究发现，疼痛的强度可以预测长时记忆的缺陷 [ 23 ]。然而，有其他研究并未发现慢性疼痛患者的长时记忆与当前经历的疼痛强度之间存在任何关系 [ 21 ]。至于为何会出现两种截然相反的结果，原因可能是对于长时记忆来说，疼痛的威胁性和灾难性，而不是疼痛强度本身，优先捕获了认知资源并导致记忆障碍。

工作记忆是人类记忆的重要组成部分。以往的研究主要运用功能性磁共振成像技术(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)来探究慢性疼痛患者工作记忆的神经机制。如，通过使用功能性磁共振成像技术，研究者探究了疼痛或非疼痛刺激编码的特定神经机制以及情绪如何影响这一特定过程 [ 24 ]。根据刺激类型可以将与编码和回忆相关的大脑区域进行分类，疼痛刺激的编码过程与内侧丘脑和前扣带回皮层有关，而无痛刺激的编码过程与初级躯体感觉皮层有关。当个体对痛苦刺激进行编码时，丘脑和内侧前额叶皮层之间的功能连接显著增强。并且焦虑强度调节内侧前额叶皮层和内侧丘脑之间的耦合强度，但是这种调节作用仅在疼痛刺激编码期间出现。这意味着在编码疼痛刺激时，参与者越焦虑，内侧前额叶皮层和内侧丘脑之间的耦合强度就会越强。

海马体的解剖结构和相关神经生理学证据证明该结构是记忆处理的关键区域 [ 25 ] [ 26 ]。海马体在慢性疼痛记忆偏差的发展过程中同样起着重要作用。有研究发现海马体形态与慢性腰痛患者的记忆偏差之间存在一定的关系 [ 27 ]。在这项研究中，研究者发现回忆任务中的疼痛评分与实时疼痛强度评分的差异越大，即记忆偏差越大，海马后部的一小块区域向外移位越多。更重要的是，该研究还发现，左侧海马区的形状与慢性疼痛的持续时间，患病人群的年龄、性别等因素无关。海马体内的不同区域和慢性疼痛记忆偏差之间的关系值得深入探究。

近年来，研究人员发现个体疼痛响应模式对慢性疼痛群体的记忆偏差起着重要作用 [ 28 ]。认知行为模型(cognitive-behavioral model)指出个体疼痛响应模式或图式是由个体反复的疼痛经历决定的，并且会影响慢性疼痛的形成 [ 29 ]。该研究使用自由回忆任务，将慢性背痛患者分为三类：恐惧回避响应型、忍耐力响应型和适应性响应型。恐惧回避响应型患者表现出高疼痛灾难化，高度疼痛恐惧和情绪低落的临床症状，并伴随有疼痛回避行为。而忍耐力响应型患者则偏向于压抑自己的思想，采取忍耐的方法面对疼痛，甚至是剧烈的疼痛。适应性响应型患者则采取灵活和放松的态度对待疼痛。研究发现慢性背痛患者和健康对照组在记忆偏差上不存在显著差异。然而，当对以上三种响应类型的患者进行两两对比时，研究者发现忍耐力响应型患者回忆的痛苦词数量显著多于恐惧回避响应型患者。对此，研究者提出了“反讽过程理论”(ironic process theory)。该理论认为思维抑制主要包含两个过程：有意识的操作过程和自动的监控过程。有意识的操作过程是指个体会通过思考与疼痛无关的信息来尝试达到改善疼痛的目的。自动的监控过程是指个体会对压抑疼痛想法的操作过程进行监控，而一旦有意识的操作过程并没有达到预期，操作过程中的失败反而会重新激活被压抑的想法，即增强思考疼痛信息。

反复激活疼痛经历记忆将导致慢性疼痛患者记忆偏差进一步加强 [ 30 ]。Brown指出疼痛可能是由于记忆中与疼痛相关的信息被长期激活而引起的，这些信息包括与疼痛相关的疾病行为、反复回想自身或他人的痛苦经历以及反复接触家人、媒体中的疼痛信息 [ 31 ]。Jaaniste认为个体未来忍受痛苦的心理能力可能会受到多种因素的影响，如疼痛概念、过去经历、情境因素、认知应对方式等 [ 32 ]。研究发现患者对手术后疼痛强度的记忆主要取决于手术中最强的疼痛感受和最近疼痛发作时的心理环境 [ 33 ]。一项研究发现，在经历过静脉穿刺手术的5~10岁儿童中，手术时的疼痛经历可以预测未来的情感性疼痛记忆 [ 34 ]。研究指出孩子术时的疼痛经历主要通过手术时的无助性间接影响了对疼痛的记忆偏差 [ 35 ]。研究还发现童年时期经历的创伤性事件带来的负面体验对个体世界观和自我概念产生有很大影响，并会影响个体的认知能力，增加认知功能障碍和神经类疾病发生的风险，例如注意力缺陷与多动障碍(attention deficit and hyperactivity disorder, ADHD) [ 36 ] [ 37 ]。除了以往的疼痛经历会影响记忆偏差外，回忆期间的疼痛经历也可能会影响慢性疼痛患者的记忆偏差。一项研究发现回忆期间的疼痛经历可能在运动时疼痛强度和回忆期间内疼痛强度的回顾之间起着调节作用 [ 38 ]。具体而言，相比于在回忆期间经历了疼痛的患者来说，回忆期间没有经历疼痛的患者会低估运动时受到的疼痛。此外，慢性疼痛的不同类型也对记忆偏差产生影响。一项研究发现，患有慢性头痛的受试者(9~16岁)在回忆阶段表现出过度报告疼痛强度的趋势 [ 34 ]。然而其他研究发现，患有慢性腹痛的受试者(8~17岁)在回忆阶段中表现出低估疼痛强度的趋势 [ 39 ]。

疼痛应对策略同样对慢性疼痛患者的记忆偏差有着重要的影响。一项研究探究了情绪调节策略(如，分心策略和重新评估策略)减轻疼痛信息记忆偏差的机制 [ 16 ]。具体而言，在冷压痛任务下，具有较高焦虑敏感性的受试者在记忆任务中报告的疼痛强度会比最初实验时报告的疼痛强度更大，这种记忆偏差在重新评估策略下有所减轻，但在分心策略下没有出现类似的结果。作者认为虽然重新评估策略(改变评价)和分心策略(转移注意力)是两种常见的疼痛情绪调节策略，但这两种策略之间存在着很大的不同。重新评估策略可以使个体对情绪事件的解释变得更加积极，并影响个体对疼痛事件的理解和评价。但分心只会将个体的注意力从负面刺激上转移开，而无法影响疼痛事件的深层认知加工。当个体对疼痛事件进行回忆时，依据的往往是他们回忆时对事件的想法或评价。一项研究支持了以上的观点，研究者通过测试高中生在考试前的焦虑感以及考试后的情绪记忆力，发现采用重新评估策略的学生组在考试后低估了考试前的焦虑感，但采用分心策略的学生组并没有得出类似的结果 [ 40 ]。