Het idee dat mentale functies lokaliseerbaar zijn in ons brein, gaat terug tot de frenologie, een pseudo-wetenschappelijke theorie waarbij men mentale eigenschappen meende af te kunnen lezen aan de structuur van de schedel. De grondlegger van de frenologie was Franz Joseph Gall (1758-1828). Gall stelde dat de cerebrale cortex niet als één geheel functioneerde zoals op dat moment werd gedacht, maar onderverdeeld was in meerdere organen die ieder overeenkwamen met een mentale eigenschap. Deze visie was extreem lokalistisch. Gall meende zelfs voor menselijke karaktertrekken als hebzucht en gevoel voor humor een gebied aan te kunnen duiden.

De frenologie kende enkele commerciële uitlopers. In Amerika hadden de broers en zus Fowlers bijvoorbeeld een praktijk opgericht waar ze het karakter van mensen ‘lazen’ door hun hoofden te betasten. Verder gaven ze hun klanten op basis van deze lezingen advies over het kiezen van een vrouw, het vinden van een baan enzovoort. Deze popularistische vorm van frenologie inspireerde heel wat charlatans. Maar de theorieën van Gall hadden ook gunstige gevolgen voor de ontwikkeling van de neurowetenschap.

Het idee van Gall dat mentale functies lokaliseerbaar zijn in het brein had grote invloed op de Franse arts Pierre Paul Broca (1824-1880). In tegenstelling tot Gall meende hij echter dat men deze locaties zou kunnen achterhalen door de breinen van patiënten met laesies te bestuderen in plaats van naar iemands schedelstructuur te kijken. Een laesie is een beschadiging aan het zenuwstelsel. Laesies kunnen veroorzaakt worden door een ongeluk of kunnen het gevolg zijn van een hersenbloeding.  

Dankzij één van zijn patiënten, een man met de naam Leborgne (ook wel bekend als meneer Tan) kon Broca het eerste anatomische bewijs leveren voor de lokaliseerbaarheid van een bepaalde taalfunctie, namelijk voor de motorische aspecten van spraak. De heer Leborgne kreeg de bijnaam Tan omdat ‘tan’ het enige woord was wat hij kon produceren. Toen meneer Tan op 51-jarige leeftijd overleed, slaagde Broca erin het letsel te lokaliseren in de linker frontale kwab van zijn brein. Dit gebied werd later het gebied van Broca genoemd. Het is verantwoordelijk voor de motorische component van de spraakproductie.  

Kort na Broca’s bevindingen bracht de Duitse neuroloog Karl Wernicke een laesie in de linker temporale kwab in verband met een ander soort taalstoornis dan diegene waar meneer Tan aan leed. Meneer Tan had problemen om vloeiend te spreken maar hij was wel in staat om te begrijpen wat er tegen hem werd gezegd. De taalproblemen die Wernicke bij zijn patiënt aantrof, waren van een heel andere aard dan die van meneer Tan. Wernicke’s patiënt kon namelijk wel vloeiend spreken maar begreep kennelijk niets van wat er tegen hem werd gezegd, noch van de taal die hij zelf produceerde. Zijn zinnen waren grammaticaal correct, maar wat hij zei sloeg nergens op. Wernicke meende daarom in de linker temporale kwab het gebied dat verantwoordelijk is voor taalbegrip te hebben gevonden.  

De wetenschappelijke naam voor taalstoornissen die het gevolg zijn van hersenbeschadiging is afasie. Er worden verschillende afasieën van elkaar onderscheiden. Het type afasie waar meneer Tan aan leed, wordt afasie van Broca genoemd. Het type waar Wernicke’s patiënt aan leed, noemen we afasie van Wernicke. Afasie van Broca wordt ook wel motorische of expressieve afasie genoemd. Het wordt gekenmerkt door spraakmoeilijkheden, maar met een bewaard taalbegrip. Afasie van Wernicke wordt ook sensorische of receptieve afasie genoemd en kenmerkt zich door stoornissen in het taalbegrip. Afasie van Broca komt voort uit laesies in het gebied van Broca. Afasie van Wernicke komt voort uit laesies aan de linker temporale kwab, een gebied dat nu het gebied van Wernicke wordt genoemd. Er bestaan nog meer soorten afasie. Globale afasie bijvoorbeeld wordt veroorzaakt door laesies aan zowel het gebied van Broca als het gebied van Wernicke en conductie afasie ontstaat wanneer het gebied dat Broca en Wernicke met elkaar verbindt is beschadigd. 

Taal is dus niet één groot cognitief vermogen maar is onderverdeeld in verschillende functies. Die verschillende functies worden uitgevoerd door verschillende delen van het brein. Dit heeft als voordeel dat wanneer een heel specifiek deeltje van het brein beschadigd raakt, dit niet meteen het hele vermogen van een cognitieve functie aantast, maar slechts een bepaald aspect ervan.

Het brein is plastisch. Dit betekent dat het in staat is om nieuwe verbindingen te maken en oude functies uit te laten voeren door onbeschadigde delen van het brein. Na training kunnen functies die aangetast zijn daardoor vaak deels of zelfs volledig worden gerecupereerd.