En god del av forskningen på ansiktsgjenkjennelse har tatt for seg pasienter med hjerne lesjoner, som har utviklet prosopagnosia. Teknologiske fremskritt har også gjort det mulig å teste ulike hypoteser rundt ansiktsgjenkjennelse på andre måter. Blant annet ved å undersøke hjerneaktivitet når mennesker og dyr ser på ansikter i forhold til andre objekter. For eksempel ved bruk av «single-cell unit recording» teknikk på aper har en sett at visse celler i en spesifikk del av cortex, inferotemporal, responderer mer på bilder av ape-ansikt. Hjerneavbildningsstudier, som funksjonell magnetresonanstomografi, gir også mer presise svar i forhold til lokalisering av områder i forhold til ansiktsgjenkjennelse enn det lesjons-studier gjør. Funn fra funksjonell magnetresonanstomografi studier har gitt videre støtte for resultater fra lesjons-studier. Hjerneområdene som er implisert i ansiktsgjenkjennelse er altså identifisert fra forskning på hjerneskader, både hos mennesker og dyr, og hjerneavbildningsstudier. Ulike metoder ser ut til å støtte at ansiktsgjenkjennelse er forskjellig fra gjenkjennelse av andre objekter.