醫學成就
如今以布羅卡命名的解剖部位、症狀群以及公式不少。如腦部的布羅卡氏區、布羅卡氏間隙、布羅卡氏底
布羅卡角、布羅卡氏帶，以及大陰唇內側的布羅卡氏囊；症狀群有布羅卡氏失語症（即運動性失語症）；測量方法有布羅卡氏顏面角，體質人類學用以計算頦部凹凸深度；以及廣為人知的估計成熟男性理想體重的布羅卡氏公式，即身長減 100 厘米為理想體重公斤數。其中最為著名的是布羅卡氏區。
布羅卡氏區又稱布羅卡氏中樞、布羅卡氏回，即運動性言語中樞。位於主側大腦半球額下後部靠近島蓋處，即布魯德曼第 44、45 區。在布羅卡的發現之前，P.弗盧朗學說堅持大腦的整體功能。布羅卡氏區損害導致運動性失語症，由於有關肌肉共濟失調，不能將語言以口語方式表達出來。障礙程度輕重不等。輕者找到個合適的詞，重複使用有限的辭彙，句子簡單，語法單調，表達中有較長的停頓。重者言語功能喪失，能發音，但構成不了詞句。
布羅卡布羅卡氏區的發現相當奇特。1831 年，在巴黎郊外的俾舍特耳瘋人病院內，來了一位 21 歲的男性患者。他沒有其他病症，只是不能說話。他住在俾舍特耳院內，總共 30 年，到了 1861 年 4 月 12 日，因患病而就診於外科醫生布羅卡。布羅卡細心地在患者身上作了 5 天檢查，結果發現他的喉頭肌肉和發音器官都不足以阻礙其正常的語言運動，也沒有其他癱瘓的症候可以妨礙發音，而且患者還很聰明，他能藉助符號來進行交際，其他方面也都顯得正常，不至於不能說話。患者死於 4 月 17 日，布羅卡當天就進行了屍體解剖，他發現在大腦左半球的第三個前額溝回有一內傷。因此布羅卡將其腦保存於酒精之內，並向法蘭西人類學學會描述了他的發現。他為此寫出了轟動科學界的論文——《人是用左腦說話》。對失語症的研究使人類終於認識到了左腦和右腦。
布羅卡氏區的發現是對弗盧朗的大腦功能整體學的第一次真正的挑戰。布羅卡氏區的發現，不但使人想念神經系統內的機能各有其較特殊的定位，而且還找到了以腦溝回作為腦的機能分區的明確標誌。以後的研究表明，言語有著非常複雜的機制，以致於無法確定一個特定的大腦區域。值得注意的是，弗盧朗和布羅卡的主張雖不相同，但他們都是根據實驗和科學觀察而獲得結果。由於弗盧朗的切除法不能用之於人類，布羅卡所用的臨床法就成了切除法的非常有用的補充。
人類學成就
布羅卡的名字也與現代人類學的發現緊密聯繫著。他的研究涉及頭骨，為此，他發展了研究的技巧和方法，也研究了大腦比較形態學，以及大腦和頭骨的拓撲學。
布羅卡酷嗜人類學，創建了人類學會、人類學刊物，還創辦了人類學學校。這並不奇怪，因為當時人類學家所做的許多工作都涉及測量頭顱（頭蓋測定學）並且信奉雷濟厄斯根據這種測定以區分人種的方法。
布羅卡對頭顱的知識比當時其他任何人都多，他把他的知識實際套用到人類學上，設計出頭蓋測定的新工具。
尼安德特人頭骨同時在1856年，在尼安德特（位於聯邦德國萊茵蘭的迪塞爾多夫附近的一個山谷）出土了一個古代頭蓋骨，這顯然是人類的頭顱，但是比較原始，與現代人的頭顱相比更為象猿。從其所在的地層判斷，肯定是相當古老的，於是立即引起了一場爭論。這是否一個極原始的人類，後來進化成現代人了呢？赫胥黎認為是這樣；或者，這是否不過是古時候一個普通野蠻人，有先天的頭骨畸形或是患有一種骨病呢？魏爾嘯持有這種意見，他是個業餘人類學者。 達爾文的《物種起源》發表後使爭論更為激烈，因為，如果這頭顱確是屬於原始的“前人”進化的觀念就在其最關鍵的一點上，就是人類能夠進化這一點上得到有力支持。這樣就不僅有布歇·德·彼爾特的古代工具，而且有了製造它們的古代人，甚至還不能說是完全的人，而是一種在發展的較早階段的人。
布羅卡，這位最傑出的法國科學家，成為達爾文的早期支持者，他堅決認為這個頭顱實際說明有一種原始的尼安德特人，並終於獲得勝利。然而這一爭論直到一代之後，杜布瓦在瓜哇發現比尼安德特人更為原始的類似於人骨骼殘骸，才完全停息。
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