大腦半球的疾病或功能障礙可以是器質性的(有明確的結構性,化學性或代謝性機制),或者是非器質性的(原因不明).重性精神病與許多行為障礙屬于后一類.

　　器質性大腦功能障礙的分布可以是局灶性的或者是全面性的.大多數局灶性障礙都是由結構性異常所引起(例如,占位性病變,腦卒中,腦外傷,發育不良,瘢痕),通常只影響大腦皮層局部的功能.相比之下,大多數全面性的障礙是由代謝-化學性障礙,或播散的結構性病變所造成(例如,彌漫性炎癥,血管病變或播散的癌腫).全面性的病變能引起大腦感覺與行為功能許多方面的改變,而且還時常影響到一些皮層下的系統,干擾覺醒水平,導致木僵或昏迷,或干擾意識性思維的正常整合,引起譫妄或癡呆.某些功能障礙,例如失用癥與遺忘癥,既可以由腦部局灶性病變引起,也可以由彌漫性病變產生.

　　大腦皮層有大片的區域是屬于聯合區皮層,而專門表達感覺和運動功能的初級感覺區與運動區所占的比例很小.感覺區直接接受來自周圍感受器的體感,聽覺,視覺和嗅覺的刺激,并且將信息轉達至運動區.后者再將運動信號傳達到各橫紋肌,以調節隨意的身體活動.大腦皮層的其余部位由聯合區皮層與邊緣系統皮層所組成,它們共同將各種感覺體會與天性及后天獲得的記憶進行整合,創造發展學習,思維,表達與行為.

　　局灶性腦部病變所產生的臨床影響主要取決于病變的部位和受損組織的數量.功能恢復的關鍵則是在于多余貯備的程度,適應,剩余的大腦的可塑性以及病人的年齡.

　　在成人中,有關體感,視覺功能和運動控制的初級皮層感覺區和運動區以及傳導通路都已高度地單側化,幾乎不存在多余貯備；遭到直接損害時通常至少會留下某些永久性的障礙.過了兒童時代早期,言語功能和空間認知功能也愈來愈單側化,沒有多余貯備.雖然來自左耳或右耳的聽覺可以到達雙側的顳葉皮層,但是有證據提示左側大腦半球是主側.聯合區皮層的許多各自分開的區域都具有或多或少重疊的功能；它們的這種功能上的多余貯備往往可以使一部分腦區在功能上起到代償受損腦區的作用(稱為適應作用).在40歲以下的人群中適應作用較為常見.

　　可塑性是指腦部某些區域能引起功能上的改變,后者取決于刺激的性質和當事人的年齡.例如,在人的一生中,海馬的活動過程能將新的觀念與感受轉化為永久的記憶.在成人受到腦部損傷后,大腦的可塑性有助于思維,動作和感覺功能的重新學習,雖然作用的程度不高.最能表現出可塑性的是正在發育中的大腦；例如,不滿8歲的兒童倘若作為主側的左側大腦半球遭受嚴重的損害,其右側半球通常能擔當起近乎正常的言語功能.

　　額葉　額葉影響學習到的運動活動和表達性行為的計劃與組織.一側大腦半球的中央前回,加上就在它前面的運動前區與輔助運動區,共同管理對側一半身體的技巧性肌肉活動的調節.運動前區和輔助運動區皮層也調控同側的技巧性運動行為,例如擊高爾夫球的動作.涉及運動前區的癲癇發作典型地表現為頭,眼,軀干與肢體的對側轉動；起源于中央前回的癲癇發作則引起經典的Jackson型局限性運動性發作.

　　位于較前的額前區的損害所引起的行為改變,視病變的定位,大小和發展的速度而有所不同.單側的,直徑＜2cm的病變,除了誘發癲癇發作,幾乎從不引起癥狀.較大的病變,除非它們發展過快(數周或數月,而不是數年)或者累及雙側的額葉,也可能不產生癥狀.患有額葉底部較大病變的病人會表現出淡漠,對外界刺激不起注意,對自己的行為可能產生的影響無動于衷,有時還有二便括約肌失控.額極或額葉前外側病變的患者常對自己行為帶來的后果不加考慮,容易分心,表現欣快,輕率,往往很粗俗,不顧社交禮節.雙側額前區遭到急性外傷后,喧鬧多語,煩躁不安,以及干擾社會秩序的行為可持續數天或數周,通常能自發地消退.

　　頂葉　頂葉的中央后回整合各種體感刺激,達到對物體的形狀,質地和重量正確的辨認.較為后外側的區域提供正確的視覺空間關系的感知,并將相關的感知與其他的感覺進行整合,創造出對移動物體軌跡的意識.對身體各部位所處在的位置的意識也起源于這部位.在主側(左側)半球內,下頂葉區執行數學計算功能,并與言語辨認及文字記憶有密切聯系.副側(右側)頂葉整合左半側身體與其環境的空間感知.

　　中央后回較小的病變引起對側手和軀體發生形體辨別覺障礙(觸覺辨認障礙).主側(左側)半球頂葉下部較大的病變通常伴有嚴重的失語；較輕的損害可引起失用,計算困難以及有時候左-右不分與失寫.副側頂葉急性損傷會使病人對左半身及其環境喪失感知,而對自己疾病的嚴重性產生忽視或失認.某些病人,特別是患有右側頂葉較大病變的老年人,會否認他們左半身明顯存在的癱瘓.他們之中有些人會陷入全面的精神錯亂.另一些病變較小的病人則在執行已經學會的動作操作時表現出混亂；這種空間-用手操作的障礙稱為失用癥.穿衣服以及其他一些學得很好的活動往往都不能執行.

　　顳葉　顳葉的活動涉及視覺辨認,聽覺感知,記憶與情緒.患有右側顳葉后天性單側損害的病人通常會喪失對非言語聽覺刺覺(例如音樂)的敏感度.左側顳葉的損害則會嚴重地影響言語的認識,記憶與形成.患有顳葉內側邊緣-情緒部位癇性灶的病人通常會發生部分性復雜性癲癇發作,其特征是無法控制的感情以及異常的自主神經,認知或情緒功能.偶然,這些病人會發生性格改變,特征性的表現是幽默感的喪失,對宗教哲理的入迷,以及強迫性思維與行為；男性病例還可有性欲的減退.

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