用手的偏向性的各種解釋中，“優勢腦”這個理論更深入地將大腦結構，特別是大腦兩半球的關係與左撇子和右撇子聯係起來。
早在1861年，英國皇家科學院的一份報告就曾刊出解剖人體每一部分器官的重量表。表中顯示，大多數情況下，人大腦的左半部分，也就是控製右側肢體的半球，通常略重一些。這似乎支持這樣一種觀點，主導腦半球支配占主導作用的半側肢體，包括手、腳、眼。
也有一些科學家對此作過更深入的研究，努力尋求左撇子的大腦樣本。有一位加拿大老兵，生前決定自願獻出大腦供科學家們研究，因為他的左撇子曾在軍隊裏給他帶來無窮無盡的麻煩。老兵去世後，他的大腦被仔細取出，兩半球分別精確稱重。正如預期的那樣，他的右半腦比左半腦重。
後來的許多研究者進一步從大腦和語言的關係解釋左撇子成因。如果我們觀察一下其它動物，大多數物種的右爪和左爪運動是平衡的，完全不像人類那樣明顯地偏向於一側。動物隻有有限的語言能力。在大多數情況下幾乎沒有，而人類肢體側性化似乎也是隨人類進化益趨明顯。換句話說，隻有人類發展了很高的語言能力。那麼，這與人類用手偏向性有沒有什麼關係呢？
答案也許就在這裏。盡管我們大腦兩半球幾乎
是對稱的，但它們在人的思維活動中明顯扮演不同的角色。
大腦兩半球對肢體的運動是交叉控製的，左半腦控製右側肢體運動，右半腦控製左側肢體運動。同時兩半腦又有分工，左半腦掌握語言邏輯思維、信息組織功能，而右半腦負責空間感、直覺、審美、藝術等非語言功能。
在臨床上發現，一般腦損病人，若右半腦損傷，將失去記憶音樂、麵貌等的能力，但卻保留語言功能；而一旦失去左半腦，最明顯的特征就是失去語言功能。然而對左撇子卻有些不同。有一些左撇子左腦受損的病例，令人驚奇的是他們一點也沒有喪失語言功能，這暗示他們的語言功能存在於右腦半球中。應該說，這種病例並不多，但它仍然顯示腦的語言中樞和用手偏向性有某種聯係。
進一步的證據來源於對左撇子家族史的研究。結果顯示，那些來於有很長左撇子遺傳史的家族的左撇子，更可能兩半腦都具有某種語言功能，這使他們左腦受損時仍能保留一部分語言功能。而對那些來於沒有很長左撇子家族遺傳史的左撇子，若左腦受損則喪失全部語言功能。這表明他們的語言功能僅存在於腦的一個半球裏，就像右撇子一樣。有一些研究報告的統計表明，左半腦控製90—99%的右撇子的語言功能，卻隻控製50—70%的左撇子和雙撇子的語言功能。這表明，有更高比例的左撇子語言功能存在於兩半球中。
不看不知道
左手與大腦建立聯係比右腦快
科學家發現，在經過雙手移植之後，左手比右手更快地與大腦建立了聯係。此前的研究表明，和手的控製有關的大腦區域與負責手臂以及麵部肌肉的皮層區域相鄰。這些大腦區域在一隻手或雙手被切斷之後會進行相當多的重新連接，而麵部和手臂的運動皮層代表區可能蔓延到原來被手支配的區域。法國國家科學研究院神經科學認知中心的安吉拉·西裏古（Angela Sirigu）及其同事利用經顱磁刺激方法監視了兩個雙手移植受試者（最初慣用右手）手臂和手的肌肉電脈衝。經顱磁刺激是一種用脈衝磁場刺激皮層神經元的方法。這組科學家證明了恢複的進程對於一個人的左手和右手並不相同。根據受試者的大腦活動測定，左手在手術後10個月獲得了顯著的變化，而右手用了26個月，而且需要對大腦更強的刺激才能發現。這組科學家說，這些結果提示移植患者可以重新激活他們的雙手在運動皮層上的原始代表區。
男人，女人找不同
男人說：我是英雄。
女人說：我是美人。
結果：英雄難過美人關。
男人說：我是鋼鐵。
女人說：我是烈火。
結果：再硬的鋼鐵也經不住烈火燒。
男人說：我是長城。
女人說：我是孟薑女。
結果：一哭就把你哭倒了。
男人說：我是大海。
女人說：我是風。
結果：好時，風平浪靜；壞時，狂風暴雨。
男人說：我是長江。
女人說：我是海洋。
結果：終究你還是萬流歸海。
女人說：你什麼都不如我好！
男人說：當然，我的配偶不如你的配偶好！
結果：女人對男人駕馭語言的能力有了一個新的認識。
女人說：嫁給你還不如嫁給魔鬼！
男人說：法律規定，近親不能結婚！
結果……
男人來自火星，女人來自金星？也許吧，不過現在他們都在地球上。我們知道，男人和女人之間存在著諸多的差異，不過有些是客觀實際的，有些則是娛樂大眾的。
30多年前，美國心理學家赫伯特·蘭瑟爾（Herbert Landsell）發現了男女大腦間性別差異的存在：他發現即使是同一個大腦部位受傷，男性和女性病情的嚴重情況卻並不一致。一組因癲癇而以外科手術切除病灶部位的病人中，右腦切除的男性病人在空間能力的測驗中表現的比以前要差，而切除同樣部位的女病人卻沒什麼改變，即男性病人失去了他們在智力測驗中有關空間方麵的能力，而女性則不受影響。另外，蘭瑟爾還發現左腦受傷的男病人失去了大部分的語言能力，然而同樣部位受傷的女病人卻隻損失了小部分的語言能力，而且男性在腦損傷後患上失語症的比例竟然比女性高出3倍之多。女性的胼胝體較男性的大，這意味著連接大腦兩個半球的神經纖維比男子多，進而可以假設，由於女子兩側大腦半球連接較為緊密，因而女性的大腦皮質的功能組織似乎不像男性那樣側化（男人的左腦是掌管語言的，右腦隻掌管空間視覺的信息；所以男人在做數學問題時，通常都是用他的右腦，而女人則是兩側半腦都有使用）。也就是說，女性大腦兩側半球功能的專門化不如男性。雖然女性大腦的表麵積略大於男性，兩半球間的鏈接也略高於男性，但男性的大腦容量似乎比女性大，也許這和他們長得高大有關吧（男性大腦約比女性大腦大9%）。
在日常生活中，男性和女性的行為方式、情緒表現也存在著差別。英國《新科學家》周刊曾刊載文章說，男女行為方式有別，原因在於男性和女性大腦存在不少生理學差異。這項神經學研究發現，男性和女性大腦的神經係統和傳送神經信息的化學物質差別巨大。大腦神經解剖學差異之大甚至讓科學家認為，人類大腦可以因性別分為兩類。對此，《新科學家》周刊文章寫道：“鑒於女性糟糕的地圖讀圖能力，我們可以認為這種差別巨大。”
是的，就目前的研究而言，科學家們發現男女兩性最明顯的差異在於空間思維能力。生活中，女性似乎更多地依賴與環境的標誌，而男性則傾向於在腦中構建空間地圖。如果一份對於去某地如何走的問卷上寫著“朝前走到小賣部，然後過馬路一直向左走”，那麼八成這位朋友是女性；男性可能更多的是這樣的回答“往南走200米，然後奔西拐”。
也許這並非僅僅是大腦結構不同造成的差異，荷爾蒙（hormone，對機體的代謝、生長、發育、繁殖、性別、性欲和性活動等起重要的調節作用的一種激素）的影響也參與其中。
研究表明，當女性服用一些睾丸激素後，她們將可以和男人一樣快速而正確地判斷同一張同一物體從不同角度拍攝的照片（如果女性長期服用睾丸激素，那麼胸毛和胡須也會變得旺盛起來，以這樣的代價來換取自己空間能力的提高恐怕不是明智之舉）。原因也許在於在人類胚胎時期，尚未形成的大腦與荷爾蒙之間是具有一些交互作用的：發展中的大腦需要男性荷爾蒙來使它組織成一個男性的型態，以後製造出男性的行為來（看來大自然母親在人類嬰兒出生前都賦予了其女性的姿態）；假如大腦在發展的時期缺少了男性的荷爾蒙，它就停留在女性大腦的階段。同樣的，那些在胚胎發育期間受過多男性荷爾蒙影響（可能是遺傳影響或母親懷孕期間用藥不慎）的女孩，在青春期間會特別的男性化。因此，也許性別的差異，部分是來自於男、女性在胚胎的發育過程中，就經曆了不同的內分泌激素的洗禮，以至於在大腦的功能上就有所差別。
不過，男性並不是在所有的空間思維能力上都表現的比女性好。在琳琅滿目的小攤貨市場裏，女性常常可以輕鬆地找到剛剛路過時看重的那個小巧耳釘，而許多男性則難以辦到。也就是說，女性在記憶物體的空間位置上是強於男性的。
當然，男、女性大腦間存在的差異還有很多。難免地，我們又會扯到誰比誰聰明的問題上，人類就是喜歡對於智力的討論，也許這也是使我們的大腦容量不斷增加的一個因素吧。曾有一項招致眾多批評的研究結論，“男性比女性的智商高5點”。這是曼徹斯特大學教授保羅·歐文（Polo Owen）和北愛爾蘭學者理德·林恩（Reid Lynn）在《英國心理學雜誌》撰文指出的。我們有理由相信這並不是所謂的“真相”，因為這項調查的方法並不是很嚴謹。據悉，兩人先搜集了1964年到2004年之間刊登於各種雜誌上的智商研究數據，然後利用這些數據做出統計分析的。支持這個觀點的例證有：在智商超過125的人群中，男性人數是女性的2倍，這類人通常被視作“一流人才”；而智商155以上的男女比例為5.5：1，這一類人通常被稱為“天才”。英國智商專家史蒂夫·布林克霍恩（Steve Blinkhorn）對此言論進行了激烈批駁，他在英國《自然》雜誌上撰文，批評歐文和林恩的研究方法存在眾多“致命缺陷”。他說，兩人在研究時刻意對搜集到的材料做出篩選。他們尤其忽視了墨西哥科學家的一項研究，那項研究表明男女間智商差異很小。
讓我們撇開無聊的紛爭吧，看看美國歐文加州大學的海爾（Haier）等人通過新研究所得到的結果：智商雖然不會受到性別的影響，但男性智商主要與灰質相關，而女性智商則多與白質相關。該研究對48名身心健康的18—84歲誌願者進行了一係列標準化智力測驗以及大腦磁共振成像（MRI）檢查，以評估不同大腦部位的智商相關性白質及灰質的容量。