大脑皮质功能定位说 :
这方面最早的科学研究可追溯到1861年法国医生P.布罗卡的研究。布罗卡报告了对一则失语症病例所观察到的结果。患者到布罗卡处就诊，布罗卡对他进行了细致检查。布罗卡观察到患者除能发出“tan”的声音外不能说话，但其他方面正常，他能听懂他人说话，可以通过手势与别人交谈，喉、舌、唇的肌肉活动都没有障碍（后被称为表达性失语症）。患者去世后，尸检发现病人大脑左半球额下回后部有极其明显的损伤，脑组织退化，并与脑膜粘连，但右半球正常。随后，布罗卡又研究了几个类似病例。在排除了发音器官有问题等因素后，布罗卡认为该区负责语言表达功能。这一损伤部位恰好位于控制口咽肌运动的皮质区之前。若干年的连续观察表明，该区对协调舌、唇、喉、颌等运动功能起重要作用，是言语运动中枢，它只存在于大脑皮质左半球，后被称作布罗卡区。这是第一次在人的大脑皮质上得到功能定位的直接证据。
法国医生P.布罗卡的患者大脑，由于脑部病变（见顶部中心）而无法言语
在言语运动中枢被发现十多年后，即1874年，德国医生K.韦尼克描述了另一则病例。患者脑左半球颞上回后部受损，主动说话的能力没有丧失，听觉正常，却听不懂他人和自己的话（后被称为听觉性失语症）。患者听到的是一些毫无组织的杂乱无章的东西，他也试图回答问话，但常常答非所问，且充满很多没有意义的词。后来此区被称作韦尼克区，属于言语感觉中枢。
1893年，法国神经学家J.德热里纳和N.维亚莱一起鉴定了与失读症（患者能说出听到的词，却不能说出看到的词）有关的皮质损伤，其位置在大脑皮质顶叶的角回。
大脑皮质功能定位示意图
20世纪30年代，加拿大神经外科医生W.G.潘菲尔德采用电刺激法对癫痫患者脑感觉皮质和运动皮质进行了系统研究，获得了人感觉和运动的躯体投射图，发现人身体不同部位的感觉和运动在大脑皮质均可找到相对应的部位，极大地扩展了人们对脑功能定位说的认识。
大脑的躯体感觉皮质（左）和运动皮质（右）与躯体各部分的关系
图中所示为皮质各区对躯体特定功能的贡献。在感觉皮质，各区的分布与身体所占面积大小不成比例，反映出身体各部分神经支配的精细程度。例如，从嘴唇和手传来的感觉输入占大脑皮质面积比肘部来得要大。运动皮质的输出也遵循同样的原则，例如，运动皮质用更多的面积控制手指运动以及与语言活动相关的肌肉。
大脑皮质功能定位说并不能完全解释临床上所发现的某些现象。例如，脑的许多区域而不只是某一个区域的损伤，均只影响到一种特定的技能；许多患者的特定脑区受损，但可以完成与该脑区相关的技能。这使得赞同大脑皮质功能等势说的支持者认为，即使基本的感觉及运动功能可以定位，但高级功能不太可能局限于某一脑区。后来苏联神经心理学家A.鲁利亚提出“脑功能系统说”，试图解决定位说所遇到的困难。