Una lesión es un área de daño o destrucción tisular. En neurociencia, se han utilizado lesiones cuidadosamente colocadas para inferir la función de regiones cerebrales específicas observando qué capacidades se pierden cuando se elimina o inactiva dicha región.

Los primeros estudios se basaron en lesiones accidentales y en lesiones quirúrgicas en animales. El famoso caso de Phineas Gage, cuyos lóbulos frontales resultaron dañados por una plancha, relacionó esa región con la personalidad y la autorregulación. Las técnicas modernas incluyen lesiones químicas, lesiones electrolíticas e inactivación reversible mediante fármacos o enfriamiento. En humanos, los accidentes cerebrovasculares, los tumores y las extirpaciones quirúrgicas proporcionan lesiones naturales que pueden estudiarse mediante neuroimagen y pruebas de comportamiento.

La evidencia de las lesiones es contundente, pero no siempre directa. Un déficit puede deberse a daños en las fibras nerviosas de paso, más que a las células de la región en sí, y los cambios compensatorios en otras áreas pueden enmascarar o alterar los efectos inmediatos. La evidencia convergente obtenida mediante técnicas de imagen, estimulación y disrupción temporal refuerza las conclusiones derivadas de las lesiones.

Cuando una pérdida específica de función se produce tras un daño en una estructura específica, la lesión ha ayudado a trazar un mapa de la división del trabajo del cerebro.