آزمودنی‌های دوپاره مغز
راجر اسپری (Sperry) پیشاهنگ کار در این زمینه، در سال ۱۹۸۱ به‌خاطر پژوهش‌هایش در علوم عصب‌نگر (neuroscience) جایزهٔ نوبل دریافت کرد. وی در یکی از آزمایش‌هایش، فرد دوپاره مغزی را در برابر پرده‌ای که دست‌های فرد را از دیدش پنهان می‌کرد، قرار داد (شکل آزمایش توانائی‌های دو نیمکره). نگاه آزمودنی بر نقطهٔ وسط پرده تثبیت شده، و کلمهٔ مهره به‌مدت یکدهم ثانیه روی سمت چپ پرده ظاهر می‌شد. می‌دانیم که این تصویر دیداری به سمت راست مغز می‌رود (اداره‌کنندهٔ سمت چپ بدن). آزمودنی می‌تواند با دست چپ مهره را از میان تودهٔ اشیائی که از دیدش پنهان است بردارد اما نمی‌تواند به آزماینده بگوید چه کلمه‌ای روی پرده افتاده است، به این علت که گویائی را نیمکرهٔ چپ اداره می‌کند و در این آزمایش، تصویر دیداری مهره به آن نرسیده بود. وقتی از آزمودنی دوپاره مغز پرسیدند با دست چپش چه می‌کند، اظهار بی‌اطلاعی کرد. از آنجا که درون‌داد حسی از دست چپ به نیمکرهٔ راست می‌رود، نیمکرهٔ چپ اطلاعاتی دربارهٔ احساس یا عمل دست چپ دریافت نمی‌کند. همهٔ اطلاعات به نیمکرهٔ راست می‌رسد که درون‌داد دیداری اولیهٔ کلمه مهره را دریافت کرده بود.
الف- وقتی نام شیء به نیمکرهٔ راست ارائه شود، فرد دوپاره مخ از راه لمس شیء با دست چپ، آن را شناسائی می‌کند اما نمی‌تواند نام شیء را بگوید، یا بگوید چه کرده است.
ب- کلمه نوار کلاه طوری روی پرده می‌افتد که کلاه به نیمکره راست و نوار به نیمکرهٔ چپ برود. آزمودنی گزارش می‌دهد که کلمهٔ نوار را می‌بیند اما نمی‌داند چه نوع نواری است.
ج- ابتدا فهرستی از نام اشیاء معمولی (مانند کتاب و فنجان) به‌هر دو نیمکره فرستاده می‌شود. سپس یکی از کلمات فهرست (در این مورد کتاب) به نیمکرهٔ راست ارائه می‌شود. وقتی فرمان بنویس کتاب می‌رسد، دست چپ آن را می‌نویسد اما شخص نمی‌داند چه نوشته است و از روی حدس می‌گوید نوشتم فنجان.
در این آزمایش، ظاهرشدن کلمهٔ مهره روی پرده به‌مدت فقط یکدهم ثانیه نکتهٔ بااهمیتی است زیرا اگر بیش از این مدت روی پرده بماند آزمودنی می‌تواند چشم‌ها را بگرداند و درنتیجه، کلمهٔ مهره در نیمکرهٔ چپ هم منعکس شود. اگر آزمودنی دوپاره مغز بتواند آزادانه چشم‌هایش را حرکت دهد، اطلاعات به‌هر دو نیمکره می‌رسد به‌همین سبب نارسائی‌های ناشی از قطع جسم پینه‌ای در جریان فعالیت‌های روزمرهٔ شخص آشکار نیست.
آزمایش‌های دیگری نشان می‌دهد که آزمودنی دوپاره مغز فقط فعالیت‌هائی را که در نیمکرهٔ چپ مغزش می‌گذرد می‌تواند از راه گفتار بیان کند. (شکل ب آزمایش توانائی‌های دو نیمکره) موقعیت آزمایشی دیگری است که طی آن واژهٔ نوار کلاه طوری روی پرده انداخته می‌شود که کلاه به نیمکرهٔ راست و نوار به نیمکرهٔ چپ منعکس شود. در این شرایط وقتی از آزمودنی بپرسیم چه واژه‌ای را دیده، می‌گوید: نوار و در پاسخ به چه نوع نواری، حدس‌هائی را مطرح می‌کند از قبیل نوار لاستیکی یا نوار موسیقی یا نوار مرزی، و فقط برحسب تصادف ممکن است به نوار کلاه اشاره کند. همین آزمایش با کلمات مرکب دیگری مانند جعبهٔ کلید و پوست سیب نتایج مشابهی به‌دست داده است. بنابراین در افراد دوپاره مغز آنچه نیمکرهٔ راست ادراک می‌کند به آگاهی هوشیارانهٔ نیمکرهٔ چپ منتقل نمی‌شود، و به‌طور کلی با قطع جسم پینه‌ای، هر نیمکره از فعالیت نیمکرهٔ دیگر بی‌خبر می‌ماند.
اگر چشم‌های فرد دوپاره مغزی را ببندیم و شیء آشنائی را (از قبیل شانه، مسواک یا جعبهٔ کلید) در دست چپش بگذاریم، چنین می‌نماید که شیء را می‌شناسد به این معنی که می‌تواند با ایماء و اشاره، کاربرد آن را نشان دهد اما نمی‌تواند این دانستهٔ خود را از راه گفتار بیان کند. اگر در این حال از او بپرسیم که هنگام دست‌کاری شیء چه اتفاقی می‌افتد، حرفی برای گفتن ندارد، این وضع تا وقتی که راه برهر گونه درون‌داد حسی از شیء به نیمکرهٔ چپ (گویائی) بسته باشد، ادامه می‌یابد. اما حتی اگر تصادفاً دست راست آزمودنی شیء را لمس کند یا از شیء صدای آشنائی به‌‌گوش برسد (مانند صدای به‌هم خوردن کلیدها) آن‌وقت نیمکرهٔ گویائی بلافاصله پاسخ صحیح می‌دهد.
هرچند نیمکرهٔ راست نمی‌تواند سخن بگوید اما قابلیت‌های زبانی چندی دارد. در مثال اول دیدیم که این نیمکره معنای واژهٔ مهره را درمی‌یابد و تاحدی هم می‌تواند بنویسد. طی آزمایش مربوط به (شکل ج آزمایش توانائی‌های دو نیمکره) به‌فرد دوپاره مخ فهرستی از نام اشیاء معمولی نظیر فنجان، چاقو، کتاب و لیوان نشان داده می‌شود. نمایش این فهرست چندان به‌طول می‌انجامد تا واژه‌ها در هر دو نیمکرهٔ مغز منعکس شود. سپس اشیاء را برمی‌دارند و یکی از واژه‌ها (مثلاً کتاب) مدت کوتاهی روی سمت چپ پرده انداخته می‌شود تا به نیمکرهٔ راست برود، اگر از آزمودنی بخواهیم چیزی را که دیده بنویسد، دست چپش کتاب را می‌نویسد، اما در پاسخ اینکه دست چپت چه نوشته، چیزی نمی‌داند و به حدس، واژه‌هائی از اشیاء یادشده را می‌گوید. آزمودنی می‌داند چیزی نوشته چون از طریق بدنش حرکات نوشتن را احساس می‌کند اما از آنجا که بین نیمکرهٔ راست که واژه را دیده و نوشته، و نیمکرهٔ چپ که بر گویائی نظارت دارد هیچ پیامی مبادله نمی‌شود، نمی‌تواند بگوید چه نوشته است. (نیبس - Nebes و اسپری - ۱۹۷۱؛ اسپری، ۱۹۷۰، ۱۹۶۸)
کارکردهای اختصاصی نیمکره‌ها
بررسی افراد دوپاره مغز تفاوت‌هائی را در کارکردهای دو نیمکره نشان داده است. نیمکرهٔ چپ فرمانروای گویائی آدمی است. این نیمکره می‌تواند فعالیت‌های پیچیدهٔ منطقی فراوانی انجام دهد و مهارت قابل توجهی در محاسبات ریاضی دارد. نیمکرهٔ راست تنها زبان بسیار ساده را می‌تواند دریابد. برای مثال، این نیمکره می‌تواند با اشارهٔ درست به اشیاء، به اسامی ساده مانند مهره و شانه پاسخ دهد، اما نمی‌تواند گونه‌های انتزاعی‌تر زبان را دریابد، و حتی به فرمان‌های ساده‌ای همچون چشمک‌بزن، با تکان سر بگو بله، با تکان سر بگو نه یا لبخند بزن به‌ندرت پاسخ می‌دهد.
نیمکرهٔ راست دارای حس بسیار پیشرفته‌ای برای ادراک فضائی و ادراک طرح‌ها است، در ساختن طرح‌های هندسی و ترسیم چند‌بعدی، بر نیمکرهٔ چپ برتری دارد، و در تنظیم مکعب‌های رنگی طوری که طرح پیچیده‌ای حاصل شود بسیار کاراتر از نیمکرهٔ چپ است. افراد دوپاره مخ در جور کردن مکعب‌ها با دست راست و طبق طرح‌های تصویری، خطاهای فراوان دارند. گاهی به دشواری دست چپ خود را از دخالت ناخواسته در جهت تصحیح خطاهای دست راست خود بازمی‌دارند.
پژوهش‌هائی با افراد بهنجار نیز اختصاصی‌بودن کارکردهای مختلف دو نیمکرهٔ مخ را تأیید می‌کنند. برای نمونه، اطلاعات کلامی (از قبیل واژه‌ها یا کلمات بی‌معنی) وقتی مدت کوتاهی به نیمکرهٔ چپ (یعنی به میدان بینائی راست) ارائه شود سریعتر و درست‌تر از آنکه به نیمکرهٔ راست ارائه شود شناسائی می‌شود. برعکس، شناسائی چهره‌ها، جلوه‌های هیجانی چهره، شیب خط‌ها یا محل نقطه‌ها وقتی به نیمکرهٔ راست فرستاده شود سریعتر است (هیلیگ، ۱۹۹۴). بررسی موج‌نگاره‌‌های برقی مغز (ای ای جی) نشان می‌دهد در خلال فعالیت کلامی، فعالیت الکتریکی نیمکرهٔ چپ افزایش می‌یابد، در حالی‌که در خلال فعالیت فضائی، فعالیت برقی نیمکرهٔ راست بیشتر می‌شود (اسپرینگر - Springer و دویچ - Deutsch در ۱۹۸۹؛ کاسلین - Kosslyn در ۱۹۸۸).
از این مطلب و شواهد نباید چنین برداشت کرد که فعالیت دو نیمکره مستقل از یکدیگر است، زیرا واقعیت امر خلاف چنین برداشتی است. فقط فعالیت‌های دو نیمکره متفاوت است وگرنه در همهٔ موارد آنها فعالیتشان را هماهنگ می‌کنند. همین تعامل است که فرآیندهای ذهنی عظیم‌تر و متفاوت با نقش اختصاصی هر نیمکره را می‌آفریند. لِوی (Levy) می‌گوید:
این تفاوت‌ها را می‌توان در سهم مشخصی که هریک از دو نیمکره در همهٔ فعالیت‌های شناختی دارند به عیان دید. وقتی کسی داستانی می‌خواند ممکن است نیمکرهٔ راست نقش ویژه‌ای در رمزگردانی اطلاعات دیداری، حفظ ساخت یکپارچه داستان‌ها، درک محتوای فکاهی و هیجانی، معنی‌دهی براساس تداعی‌های گذشته، و فهم استعاره‌ها داشته باشد. نیمکرهٔ چپ نیز نقش ویژه‌ای در فهم نحو، برگردان نوشتار به بازنمائی‌های آوائی آنها، و دریافت معنا از روابط پیچیدهٔ موجود بین مفهوم واژه‌ها و چنبه‌های نحوی دارد. اما هیچ فعالیتی نیست که فقط یک نیمکره درگیرش باشد یا فقط یک نیمکره در آن نقش بازی کند. (۱۹۸۵، ص ۴۴).