Uma lesão é uma área de dano ou destruição de tecido. Em neurociência, lesões cuidadosamente posicionadas têm sido utilizadas para inferir a função de regiões cerebrais específicas, observando quais as capacidades que são perdidas quando a região é removida ou inativada.

Os primeiros estudos baseavam-se em lesões acidentais e em lesões cirúrgicas em animais. O famoso caso de Phineas Gage, cujos lobos frontais foram danificados por uma barra de ferro, associou esta região à personalidade e à autorregulação. As técnicas modernas incluem lesões químicas, lesões eletrolíticas e inativação reversível com fármacos ou arrefecimento. Nos humanos, os acidentes vasculares cerebrais, os tumores e as remoções cirúrgicas proporcionam lesões naturais que podem ser estudadas com neuroimagiologia e testes comportamentais.

A evidência da lesão é poderosa, mas nem sempre direta. Um défice pode resultar de danos nas fibras de passagem, em vez de nas células da própria região, e alterações compensatórias noutras áreas podem mascarar ou alterar os efeitos imediatos. A convergência de evidências obtidas através de exames de imagem, estimulação e métodos de disrupção temporária fortalece as conclusões retiradas das lesões.

Quando ocorre uma perda específica de função após danos numa estrutura específica, a lesão ajuda a mapear a divisão de trabalho do cérebro.