大脑纵裂将大脑分为左右两个半球，每个半球分别由6个脑叶组成：
额叶、颞叶、顶叶、枕叶覆盖大脑表面（见图）；岛叶则隐藏于外侧裂下方。 边缘叶（边缘系统）是大脑半球最内侧边缘上的一个C形区域；它包括相邻叶的一些部分。
虽然，各个脑叶有其各自特定的功能，但大多数的活动需要双侧大脑半球多个区域的相互协调。例如，虽然枕叶是视觉处理的必需部位，但双侧半球的顶叶、颞叶和额叶的部分区域都参与了视觉刺激的复杂处理过程。
脑叶
大脑功能具有明显的偏侧性。身体左侧的视觉、触觉及运动功能都是由右侧大脑半球的相应区域所支配，反之亦然。在执行某些复杂的功能时，需要双侧大脑半球的参与，但往往总是有一侧大脑半球（优势半球）占主导地位。如，左半球为语言功能的优势半球，而右半球则在空间想象方面占主导地位。
大脑皮层（见图 ）包含
初级感觉区
初级运动皮层
多个联络区，包括单模态和异模态联络区
大脑的各区域
初级感觉区接受来自丘脑的躯体感觉、听觉、视觉和味觉刺激，丘脑接受来自特殊感觉器官或外周感受器传入的刺激。 嗅觉通路绕过丘脑直接进入大脑皮质的特定区域。感觉刺激在与一个或多个感觉相关的区域进行进一步加工。
初级运动区使机体产生随意运动，而各种复杂运动的协调和执行需要运动联络区的帮助。
每个 单模式联合区 与其相应的初级感觉区域相邻，并以高于初级感觉区域的水平处理来自该区域的信息。
多模式联合区并不局限于任何单一的运动或感觉功能，而是接受来自脑内多个运动和感觉区域的汇合信息。额叶、颞叶和顶叶的多模式联合区整合感觉数据、运动反馈以及其他信息与本能和习得的记忆。这种整合有利于学习和创造思维，表达和行为。
额叶
额叶在中央沟之前。其主要功能为组织和执行所学的目的性的行为；它也是许多抑制功能的执行部位。额叶有几种不同的功能区域：
初级运动皮层位于中央前回的最后方区域。一侧的初级运动皮层控制身体对侧的所有运动部位（显示在名为皮质小人的空间分布图上，见图）；每个半球90%的运动纤维在下脑干和上颈脊髓处交叉到对侧。因此一侧大脑半球运动皮层的损伤主要导致对侧肢体的无力、麻痹。
内侧额叶皮层（有时称内侧前额区）在觉醒和动机中起重要作用。当额叶内侧的巨大病变累及额极（额叶的最前部）时，患者可能出现意志减弱（如缺乏热情、注意力下降及反应明显变慢等）。
眶额皮层（有时也称眶前额区——见图 ）有助于调控社会行为。眶额区病变的患者可能会变得情绪不稳定，对自己行为的影响漠不关心，或两者兼有。他们可能会交替表现出欣快、轻浮、粗俗，以及对社交细节的漠不关心。该区域的双侧急性创伤可使患者变得喧闹多语、烦躁不安，并在社交行为上具有侵入性。在高龄或多种类型痴呆患者中出现的去抑制及行为异常可能是由于额叶尤其是眶额皮层病变所致。
左额后下皮层（有时称为Broca区或前额后下区——见图）控制表达性语言功能。该处的病变可导致表达性失语（对词语的表达功能受损）。
背外侧额叶皮层（也称背外侧前额区）负责处理近期获得的各种信息，其功能称之为工作记忆。该区域的病变会损害保留并实时处理信息的能力（例如，倒拼单词或按顺序交替说出字母和数字）。
矮人模型
特定区域的皮层控制对侧肢体相应部位的感觉和运动。 某一身体部位与大脑皮层的特定部位相对应，但各部位相应分布区大小不同；如支配手部的皮层区域的大小较肩部的大。这些部位的分布图被称为皮质小人（“小人”）。 |
顶叶
顶叶的不同区域有特定的功能。
位于顶叶最前部，中央沟后部（中央后回）的初级躯体感觉皮层区能整合各种体感刺激，从而对物体的形状、质地和重量进行正确的辨认。一侧的初级躯体感觉皮层接收来自身体对侧的全部躯体感觉输入（见图）。顶叶前部的病变可引起实体辨别觉障碍（实体辨别觉缺失）。
中央后回后外侧区域则主要负责视觉空间关系，并将其与其他感觉相整合，从而能对移动物体的轨迹有一定认识。该区域也负责对本体感觉（身体各部位所处空间位置）的感知。
优势半球顶叶中部与计算能力、书写能力、左右分辨、手指辨别等相关。角回病变可引起书写、计算、左右分辨和手指命名障碍（Gerstmann综合征）。
非优势半球顶叶负责整合对侧肢体对周围环境的感知，使人能够辨别空间环境，并影响绘图能力。非优势半球顶叶的急性损伤可引起对侧的偏侧忽略（通常是左侧），从而患者对左侧肢体及周围环境不予注意，有时患者会否认该侧肢体的病变（病感失认）。例如，右侧顶叶大病灶的患者可能否认左侧瘫痪的存在。 该部位病变较小的病人则不能执行一些已经学会的动作（如，穿衣服等平时较娴熟的动作），这是一种空间-动作障碍，称之为失用。
颞叶
颞叶的功能主要包括听觉感知、语言接收、视觉记忆、陈述性（真实的）记忆和情绪控制等。 右颞叶病变的患者常常会失去对非言语性听觉刺激（如音乐等）的理解。左颞叶病变则会影响到患者对语言的感知、记忆和组织。
枕叶
枕叶包含
初级视觉皮层
视觉联合区
初级视觉皮层病变可导致一种皮质盲；其中一种形式称为安东综合征，患者变得无法通过视觉识别物体，且通常意识不到自己的缺陷，常常虚构他们所看到的东西的描述。
枕叶癫痫可引起幻视，通常是对侧视野出现各种颜色的线条和网线重叠在一起。
岛叶
岛叶主要负责整合内脏感觉和自主活动。同时在言语功能中也有一定作用，某些岛叶病变的患者可出现失语可证明上述观点。另外，岛叶还与疼痛觉、温度觉（可能包括味觉)的处理有关。
边缘叶
边缘叶（边缘系统）包括有：接受来自大脑不同区域的输入的结构，以及参与复杂的、相互关联的行为（如记忆、学习、情绪）的结构。影响边缘系统的病变通常会导致多种功能缺陷。
颞叶内侧边缘-情感区的痫性病灶通常会引起复杂部分性发作，表现为不能控制的感觉、自主神经、认知或情感障碍。有少数病人可出现人格改变，如缺乏幽默感、对宗教过于狂热、强迫性行为。患者可有嗅幻觉和过度书写症（难以克制的写字愿望）。
脑功能障碍的病理生理学
大脑功能障碍可分为局灶性和弥漫性功能障碍。局灶和弥漫的病变可演化为功能缺陷或成为引起癫痫的病灶。 这些病变也可能会影响到皮层下区域，影响患者的觉醒程度（如导致木僵或昏迷）或思维活动（如引起谵妄）。
局灶性功能障碍通常源于
症状表现取决于病变的位置、大小和进展速度。小病灶（<2厘米）或生长非常缓慢的病灶可能无症状。更大的病变，快速发展的病变（数周或数月而不是数年）以及同时影响两个半球的病变更可能表现出症状。大脑局灶性的白质病变可影响大脑各个区域的连接活动，从而引起失联络综合征（指患者尽管大脑每个区域的基本功能得以保留，但不能执行需≥ 2个脑区协调参与的任务）。
弥漫性功能障碍 是由...造成的
毒性代谢紊乱，包括缺氧和缺血（常见）
弥漫性炎症
血管病变
重大创伤
扩散性癌症
退行性疾病
弥漫性功能障碍也可能由发生在大脑特定区域的疾病（如脓肿、肿瘤、创伤）引起，前提是这些疾病增加了颅内压或引起了脑疝。
这些疾病在多个维度上影响脑功能。
恢复
是否能从脑损伤中恢复部分取决于大脑的以下特征：
剩余大脑的可塑性
冗余性
大脑可塑性（指脑部某一功能区域改变其功能的能力）在不同个体间有差异，且受年龄及身体状况影响。脑的可塑性在其发育过程中是十分显著的。例如，如果大脑优势半球的语言功能区在8岁前严重受损，对侧半球通常可承担接近正常的语言功能。虽然在10岁以后大脑在损伤后也有一定的恢复能力，但严重损伤引起的功能损害往往是永久性的。尽管大脑某些特定区域的可塑性是持续终生的，但在成人中，脑损伤后发生较大范围的功能重组是较为罕见的。
冗余性 是指脑的多个区域执行相同的功能的能力。
大脑功能障碍综合征
大脑功能障碍的诊断
病史和体格检查
常依靠神经心理测试
血液和脑脊液实验室分析
影像学检查（例如，CT或MRI）
通常脑功能障碍为临床诊断，常需要行神经心理测定。这种标准化测试提供了有关大脑结构和功能完整性的信息。它评估智力、执行功能（例如，计划、抽象、概念化）、注意力、记忆力、语言、知觉、感觉运动功能、动机、心境和情绪、生活质量和个性。
病因诊断通常需要实验室检查（血液检测，有时需进行脑脊液分析）和脑部影像学检查，包括结构影像学检查（CT、MRI）或功能影像学检查（正电子发射断层成像[PET]、单光子发射计算机断层成像[SPECT]、功能磁共振成像[fMRI]）。
