病灶是指組織損傷或破壞的區域。在神經科學中，人們透過觀察切除或滅活特定腦區後喪失的能力，來推斷該腦區的功能，而人為製造的病灶正是利用了這一點。

早期研究依賴動物的意外損傷和手術損傷。著名的菲尼亞斯·蓋奇案例表明，他的額葉因搗棒損傷而與人格和自我調節能力有關。現代技術包括化學損傷、電解損傷以及藥物或冷卻等可逆性失活方法。在人類中，中風、腫瘤和手術切除等自然損傷可用於神經影像學和行為學測試的研究。

病變證據雖然有力，但並非總是顯而易見。功能障礙可能並非源自於病灶區域細胞本身的損傷，而是源自於路徑纖維的損傷；此外，其他區域的代償性變化也可能掩蓋或改變其直接影響。影像學、刺激和暫時性幹擾等方法提供的證據相互印證，從而強化了從病變中得出的結論。

當特定結構受損後出現特定功能喪失時，這種病變有助於繪製大腦的分工圖。