脑功能偏侧化 :
大脑偏侧化的最主要证据是左半球的言语加工优势。人类对脑功能偏侧化的理解始于单侧脑损伤引起的行为变化。最典型的功能偏侧化的例子是左半球的损伤导致的言语障碍。布罗卡区的损伤导致言语产生困难，韦尼克区损伤导致言语理解困难。大部分人的布罗卡区和韦尼克区位于左侧脑区。不过言语优势半球也和利手有关，超过90％的右利手被试左半球是言语优势半球，只有近30％的左利手被试右半球是言语优势半球。
除了最初的来自脑损伤患者的证据，通过认知神经科学的技术手段也可揭示言语的左半球优势。脑功能成像的研究揭示了右利手正常人的左侧半球言语加工优势。临床上，脑肿瘤手术和血管畸形手术前，为了保证手术不破坏患者的言语功能，常常使用脑功能成像来有效地定位大脑的言语优势区。向正常被试注射异戊巴比妥来麻醉负责言语的大脑半球，发现被试的语言产生和理解受到损害。
右半球的损伤同样可以导致某些认知功能的损害。例如，右半球脑损伤的患者在看地图、空间知觉及复杂几何图形的识别上存在困难。右半球也参与语调中情绪的表达和识别及对韵律对加工。例如，研究发现左半球损伤影响通过语义对句子的理解但不影响通过韵律对句子的理解，而右半球损伤正好反过来，发生了双分离。
人们对脑功能偏侧化的研究证据很多来自割裂脑患者。大脑左右两半球通过巨大的轴突纤维束——胼胝体相连。割裂脑手术（即将胼胝体切断）主要用于治疗癫痫疾病。研究割裂脑患者的实验常采用快速单侧视野呈现的方法，即在一个视野中快速闪现视觉刺激，可以保证只有对侧大脑半球看到视觉刺激。在割裂脑研究领域，美国神经心理学家R.W.斯佩里从1950年以后做了大量开创性的工作，并于1981年获得诺贝尔生理学或医学奖。斯佩里的学生M.加扎尼加也在割裂脑领域做了大量的研究。他们通过一个典型的割裂脑病例发现，手术后患者可以描述快速呈现在大脑左半球的视觉刺激，但当同样的视觉信息快速地呈现在大脑右半球时，患者却识别不了甚至报告没有看见，这说明在言语加工上左半球更占优势。然而右半球控制的左手却善于完成空间任务，如积木操作等，这是左半球控制的右手很难完成的。在面孔的识别上，右半球比左半球更占优势，尤其在去掉面孔的语言可描述特征后，如眼镜和秃顶等。对面孔识别右半球成绩优于左半球，说明发现右半球可能是通过非言语策略进行面孔识别的。
事实上，在脑割裂患者身上也发现了右半球视觉空间加工优势，但是在其他患者身上却难以得到稳定的结果。总体上，大脑两半球的相似性高于单侧特异性，它们之间的差异并没有人们想象得那样大。
大脑左右半球的功能优势除了可以从任务上进行区分外，还可以从风格上进行区分。通常左半球以分析的方式进行加工，擅长对序列的加工，序列指事件的组成部分一个一个地按顺序发生。言语的表达、理解，以及读和写都是以序列方式加工的。与左半球的分析功能相反，右半球的功能是整合，将独立的成分整合后进行整体的识别和加工。研究发现，左脑损伤的患者对局部信息的识别速度变慢，右脑损伤的患者对整体信息的识别受到影响，这说明左半球擅长表征局部信息，右半球擅长加工整体信息。