Hội chứng não phân tách là tình trạng xảy ra khi thể vân não bị cắt đứt bằng phẫu thuật, thường là để kiểm soát chứng động kinh khó chữa. Khi đó, hai bán cầu não có thể hoạt động với mức độ độc lập cao.

Các nghiên cứu kinh điển của Sperry và Gazzaniga đã chỉ ra rằng thông tin chỉ được trình bày cho một bán cầu não sẽ không thể tiếp cận được với bán cầu còn lại. Một bệnh nhân có thể không thể gọi tên một vật thể được đặt trong tay trái hoặc hiển thị ở trường thị giác bên trái, bởi vì bán cầu não phải nhận tín hiệu bị thiếu khả năng ngôn ngữ. Tuy nhiên, cùng một bệnh nhân đó vẫn có thể chọn đúng vật thể bằng tay trái, chứng tỏ rằng bán cầu não phải vẫn cảm nhận và hiểu được. Trong điều kiện thử nghiệm đặc biệt, các bán cầu não có thể được kích thích để đưa ra những lựa chọn mâu thuẫn.

Trong cuộc sống thường nhật, các đường dẫn cảm giác và vận động còn nguyên vẹn cùng với các kết nối dưới vỏ não còn lại cho phép bệnh nhân bị tách bán cầu não hoạt động rất tốt. Các trường hợp phẫu thuật đã cung cấp bằng chứng quyết định về sự chuyên biệt hóa bán cầu và vai trò của thể vân trong việc tích hợp trải nghiệm ý thức.

Khi cây cầu chính nối liền hai bán cầu bị đứt, mỗi bên có thể bộc lộ khả năng và giới hạn của riêng mình.