Executive functions

มุมมองทางประวัติศาสตร์

แม้ว่าจะมีงานวิจัยเกี่ยวกับ EF และมูลฐานทางประสาทที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในปีที่ผ่าน ๆ มา
โครงสร้างทางทฤษฎีของเรื่องนี้ไม่ใช่ของใหม่
ในคริสต์ทศวรรษ 1950 นักจิตวิทยาชาวอังกฤษโดนัลด์ บรอดเบ็นต์ได้กำหนดความแตกต่างกันระหว่างกระบวนการ "อัตโนมัติ" และกระบวนการ "มีการควบคุม" (ซึ่งมีกำหนดอย่างชัดเจนยิ่งขึ้นโดยชิฟฟรินและชไนเดอร์ในปี ค.ศ. 1977) 
และได้เสนอไอเดียเกี่ยวกับความใส่ใจโดยเลือก (selective attention) ซึ่งเป็นไปควบคู่กันกับ EF
ในปี ค.ศ. 1975 นักจิตวิทยาชาวอเมริกันไมเคิล โพสเนอร์ได้ใช้คำว่า การควบคุมทางประชาน (cognitive control) ในหนังสือของเขาในบทที่มีชื่อว่า "Attention and cognitive control (ระบบควบคุมความใส่ใจและประชาน) "
จากนั้น งานของนักวิจัยทรงอิทธิพลต่าง ๆ เช่น ไมเคิล โพสเนอร์, โจควิน ฟัสเตอร์, ทิม แชลไลซ์ และนักวิจัยอื่น ๆ ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1980 ได้ตั้งรากฐานสำหรับงานวิจัยต่อ ๆ มาเกี่ยวกับเรื่อง EF
ยกตัวอย่างเช่น โพสเนอร์ได้เสนอว่ามีสาขาของระบบความใส่ใจเป็นสาขา "บริหาร" แยกออกต่างหาก
ซึ่งมีหน้าที่เพ่งเล็งความใส่ใจไปยังลักษณะหนึ่ง ๆ ของสิ่งแวดล้อม
ส่วนนักประสาทจิตวิทยาชาวอังกฤษทิม แชลไลซ์ได้เสนอโดยมีส่วนคล้าย ๆ กันว่า ความใส่ใจมีการควบคุมโดย ""ระบบควบคุมดูแล" (supervisory system)
ซึ่งสามารถเลี่ยงการตอบสนองอัตโนมัติโดยตอบสนองทางพฤติกรรมที่มีมูลฐานจากแผนการหรือความตั้งใจ
ในช่วงเวลานี้ ได้มีมติที่เห็นพ้องกันว่า ระบบควบคุมนี้อยู่ในส่วนหน้าสุดของสมอง ซึ่งก็คือ prefrontal cortex (PFC)
ในปี ค.ศ. 1986 นักจิตวิทยาอลาน แบดดะลี ได้เสนอระบบที่คล้าย ๆ กันโดยเป็นส่วนของแบบจำลองของความจำใช้งาน (working memory) ของเขา
และอ้างว่า ต้องมีส่วนประกอบองค์หนึ่ง (ซึ่งภายหลังเขาให้ชื่อว่า "central executive")
ที่ทำให้สามารถจัดการข้อมูลในความจำระยะสั้นได้ (เช่น คิดเลข)

พัฒนาการ

โครงสร้างการพัฒนาการเป็นสิ่งที่มีประโยชน์ในการศึกษา EF เพราะว่า ความสามารถต่าง ๆ ของ EF พัฒนาเร็วช้าไม่เท่ากันตามกาลเวลา
คือ ความสามารถบางอย่างถึงการพัฒนาการอย่างสมบูรณ์ในปลายวัยเด็กหรือวัยรุ่น ในขณะที่ส่วนที่เหลือยังพัฒนาอยู่แม้ในวัยผู้ใหญ่ระยะต้น ๆ
เพราะว่า สมองยังเจริญเติบโตและสร้างการเชื่อมต่อต่าง ๆ จนกระทั่งถึงในวัยผู้ใหญ่
ความสามารถเกี่ยวกับ EF ได้รับอิทธิพลจากทั้งการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในสมองและประสบการณ์ชีวิต
ทั้งในห้องเรียนทั้งในชีวิตจริง ๆ
นอกจากนั้นแล้ว การพัฒนาการทำงานของ EF ยังสัมพันธ์กับการพัฒนาทางประสาทสรีรภาพในสมองที่ยังเติบโตอยู่
คือ เมื่อสมรรถภาพการประมวลผลของสมองกลีบหน้าและส่วนอื่น ๆ ที่มีการเชื่อมต่อถึงกันและกันสูงขึ้น หน้าที่ต่าง ๆ เกี่ยวกับระบบบริหารจึงจะปรากฏ
เมื่อสมรรถภาพเหล่านี้เกิดขึ้นแล้ว ก็จะเกิดการพัฒนาต่อไปบางครั้งอย่างรวดเร็วเป็นช่วง ๆ
ในขณะที่สมรรถภาพที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นอื่น ๆ ก็จะเจริญขึ้นด้วย
ซึ่งบ่งถึงความแตกต่างกันของแนวทางการพัฒนาของส่วนประกอบต่าง ๆ

วัยเด็กต้น ๆ

ระบบการยับยั้ง (inhibitory control) และความจำใช้งาน (working memory) เป็นกิจบริหารพื้นฐานอย่างหนึ่ง
ที่ทำให้การพัฒนากิจบริหารที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นอื่น ๆ เช่นการแก้ปัญหาเป็นไปได้
ระบบการยับยั้งและความจำใช้งานเป็นระบบแรก ๆ สุดที่ปรากฏ
คือพบการพัฒนาเบื้องต้นได้ในทารกวัย 7-12 เดือน
และหลังจากนั้นในวัยก่อนปฐมศึกษา เด็ก ๆ จะแสดงประสิทธิภาพในงานเกี่ยวกับการยับยั้งและความจำใช้งานที่ดีขึ้นอย่างรวดเร็วโดยปกติในระหว่างอายุ 3-5 ขวบ
นอกจากนั้นแล้วก็อยู่ในช่วงเวลานี้ด้วย ที่ความสามารถในการทำงานหลาย ๆ งานได้พร้อมกัน (cognitive flexibility) พฤติกรรมมีเป้าหมาย (goal-directed behavior) และการวางแผนเริ่มเกิดการพัฒนา
อย่างไรก็ดี เด็กวัยก่อนปฐมศึกษายังไม่มีสมรรถภาพทางการบริหารที่สมบูรณ์ จึงยังเกิดการทำงานผิดพลาดเกี่ยวข้องกับสมรรถภาพที่กำลังเติบโตขึ้น
แต่โดยปกติจะไม่ใช่เป็นเพราะความไม่มีสมรรถภาพเหล่านั้น
แต่เป็นเพราะว่า เด็ก ๆ ยังไม่มีความสำนึกว่าเมื่อไรและอย่างไรที่จะใช้วิธีการบริหารหนึ่ง ๆ ในกรณีเช่นนั้น

ก่อนวัยรุ่น

เด็กก่อนวัยรุ่นยังปรากฏการเจริญขึ้นของ EF บางอย่างที่รวดเร็วอีกด้วยพร้อมกับการเจริญขึ้นอย่างสมบูรณ์ของหน้าที่บางอย่าง
ซึ่งบอกเป็นนัยว่า การพัฒนาของ EF ไม่ได้เป็นการเจริญขึ้นในแนว น
ในช่วงก่อนวัยรุ่น เด็ก ๆ มีสมรรถภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างสำคัญเกี่ยวกับความจำใช้งานทางภาษา (verbal working memory) 
พฤติกรรมมีเป้าหมาย (โดยอาจมีช่วงที่พัฒนาเร็วที่สุดใกล้อายุ 12 ขวบ) 
การยับยั้งการตอบสนอง (response inhibition) และความใส่ใจโดยเลือก
และการวางแผนและทักษะในการจัดระเบียบต่าง ๆ 
นอกจากนั้นแล้ว ในระหว่างวัย 8-10 ขวบ cognitive flexibility (การคิดถึงหลาย ๆ เรื่องได้พร้อมกัน) โดยเฉพาะจะเริ่มเทียบกับระดับของผู้ใหญ่
อย่างไรก็ดี เปรียบเหมือนกับรูปแบบการพัฒนาที่เกิดขึ้นในวัยเด็กต้น ๆ สมรรถภาพการบริหารในเด็กก่อนวัยรุ่นมีขีดจำกัด
เพราะว่าไม่สามารถใช้สมรรถภาพเหล่านี้ในกรณีต่าง ๆ กันอย่างสม่ำเสมอ
อันเป็นผลจากการพัฒนาที่ยังเป็นไปอยู่ในระบบการยับยั้ง (inhibitory control)

วัยรุ่น

แม้ว่าจะมีสมรรถภาพต่าง ๆ กันที่เริ่มขึ้นในสมัยวัยเด็กต้น ๆ และก่อนวัยรุ่น เช่นการยับยั้ง
แต่ว่า เป็นสมัยช่วงวัยรุ่นที่ระบบต่าง ๆ ในสมองจะเกิดการทำงานที่ประสานกันดี
จะเป็นในวัยนี้นี่แหละที่เยาวชนจะมีสมรรถภาพทางการบริหารต่าง ๆ เช่น การยับยั้ง (inhibitory control) ที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ 
เหมือนกับที่ระบบการควบคุมเกิดขึ้นในวัยเด็กและพัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ
การวางแผนและพฤติกรรมมีเป้าหมายจะมีการพัฒนาขึ้นตลอดระยะช่วงวัยรุ่น
นอกจากนั้นแล้ว สมรรถภาพต่าง ๆ เช่น การควบคุมการใส่ใจ (โดยอาจจะเจริญขึ้นอย่างรวดเร็วช่วงอายุ 15 ปี) 
และความจำใช้งาน ก็จะมีการพัฒนาต่อไปในช่วงนี้ด้วย

วัยผู้ใหญ่

ความเปลี่ยนแปลงสำคัญที่เกิดขึ้นในสมองในวัยผู้ใหญ่ก็คือการสร้างปลอกไมอีลินของเซลล์ประสาทใน prefrontal cortex
ในช่วงวัย 20-29 ปี สมรรถภาพการบริหารจะอยู่ในระดับสูงสุด ซึ่งทำให้คนในช่วงอายุนี้สามารถทำงานทางใจที่ยากที่น่าสนใจที่สุด
เป็นสมรรถภาพที่จะเสื่อมลงต่อ ๆ ไป
โดยความจำใช้งานและ spatial span เป็นส่วนที่เสื่อมให้เห็นมากที่สุด
ส่วน cognitive flexibility (การคิดถึงหลาย ๆ เรื่องได้พร้อมกัน) เป็นความเสียหายที่เกิดขึ้นภายหลังและมักจะไม่เกิดขึ้นจนกระทั่งถึงอายุ 70 ปีในผู้ใหญ่ปกติ
สมรรถภาพการบริหารที่เสื่อมลงเป็นตัวพยากรณ์สมรรถภาพการช่วยเหลือตนเองได้ดีที่สุดในคนชรา

หลักฐานจากงานทดลอง

ระบบการบริหารเป็นเรื่องที่กำหนดได้ยาก ดังที่นักจิตวิทยาพอล เบอร์กีส์ได้กล่าวว่า เพราะไม่มี "ความเชื่อมต่อกันระหว่างกระบวนการทำงานกับพฤติกรรม"
ซึ่งก็คือ ไม่มีพฤติกรรมอันใดอันหนึ่งโดยเฉพาะที่สัมพันธ์กับ EF
หรือกับระบบการบริหารที่เกิดความเสียหาย
ยกตัวอย่างเช่น ปกติจะชัดเจนว่า คนไข้ที่มีการอ่านเสียหายจะไม่สามารถที่จะทำกิจอะไร แต่ว่า จะไม่ชัดเจนว่า คนไข้ที่มี EF เสียหายจะไม่สามารถที่จะทำกิจอะไร
นี้เป็นผลของธรรมชาติของระบบบริหารโดยตรง
ที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการประสานงานการใช้ทรัพยากรทางประชานที่ไม่อยู่นิ่ง ที่เป็นไปในปัจจุบัน
และดังนั้น จะเห็นผลของการทำงานของระบบได้ก็โดยวัดผลกระบวนการทางประชานอื่น ๆ
นอกจากนั้นแล้ว โดยนัยเดียวกัน ระบบอาจไม่เกิดการทำงานนอกสถานการณ์ในโลกจริง ๆ (เช่น ในสถานการณ์ในแล็บ)
ดังที่ประสาทแพทย์อันโตนิโอ ดามาซิโอได้รายงานว่า คนไข้คนหนึ่งมีปัญหาเกี่ยวกับระบบบริหารในชีวิตประจำวันจริง ๆ แต่ก็ยังสามารถผ่านการทดสอบที่ทำโดยกระดาษและปากกาหรือการทดสอบในแล็บที่เกี่ยวกับ EF ได้
ทฤษฎีเกี่ยวกับระบบบริหารโดยมากมาจากสังเกตการณ์ในคนไข้ที่มีสมองกลีบหน้าเสียหาย
คือ คนไข้มีการกระทำและกลยุทธ์ในการทำกิจต่าง ๆ ในชีวิตประจำวันที่ไม่มีระเบียบ
(ซึ่งเป็นกลุ่มพฤติกรรมที่เรียกว่า dysexecutive syndrome)
แม้ว่า คนไข้จะสามารถผ่านการทดสอบทางคลินิกหรือภายในแล็บที่ใช้ประเมินการทำงานทางประชานขั้นพื้นฐานเช่นความจำ การเรียนรู้ ภาษา และการคิดหาเหตุผล
มีสมมติฐานที่แสดงว่า เพื่อที่จะอธิบายพฤติกรรมที่น่าแปลกใจเช่นนี้ จะต้องมีระบบประสาทครอบคลุมที่ประสานงานของกระบวนการทางประชานต่าง ๆ 
หลักฐานการทดลองมากมายเกี่ยวกับโครงสร้างทางประสาทที่เกี่ยวข้องกับ EF มาจากการทดสอบโดยใช้ stroop effect และ Wisconsin Card Sorting Task (WCST)
โดย Stroop task ให้ผู้รับการทดลองบ่งสีของคำที่ระบายสีโดยที่สีและความหมายของคำอาจจะขัดแย้งกัน (เช่น คำว่า "แดง" ที่ระบายสีเป็นสีเขียว)
ผู้รับการทดลองจะต้องใช้ EF ในการทำงานนี้
เพราะว่า ต้องมีการยับยั้งพฤติกรรมที่ทำอย่างช่ำชองและอัติโนมัติ (เช่นการอ่านคำหนังสือ)
เพื่อที่จะทำงานที่ไม่ค่อยได้ทำ ซึ่งก็คือบ่งสีของคำ
งานทดลองที่ใช้การสร้างภาพสมองโดยกิจ (functional neuroimaging) แสดงว่า มีสองส่วนใน PFC
ซึ่งก็คือ anterior cingulate cortex (ACC) และ dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC)
ที่พิจารณาว่ามีความสำคัญเป็นพิเศษในการทำงานทดสอบนี้

ความไวต่อสิ่งแวดล้อมของ PFC

มีหลักฐานอื่น ๆ ที่แสดงความเกี่ยวข้องของ PFC ใน EF จากการทดลองในลิงอันดับวานรเช่นในลิงแม็กแคก โดยใช้การวัดสรีรภาพทางไฟฟ้า (electrophysiology) ของเซลล์เดี่ยว ๆ
ซึ่งแสดงว่า เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ประสาทในด้านหลังของสมอง เซลล์ของ PFC เป็นจำนวนมากไวต่อการประกอบรวมกันของสิ่งเร้าและสถานการณ์สิ่งแวดล้อม (context)
ยกตัวอย่างเช่น เซลล์ของ PFC อาจจะตอบสนองต่อตัวช่วยสีเขียว
ในกรณีที่ตัวช่วยบ่งว่า ควรจะขยับตาทั้งสองและศีรษะอย่างรวดเร็วไปทางซ้าย
แต่ไม่ตอบสนองต่อตัวช่วยสีเขียวในสถานการณ์ทางการทดลองอื่น ๆ
เรื่องนี้เป็นเรื่องสำคัญ เพราะว่า การทำงานในระดับที่ดีสุดของ EF จะต้องขึ้นอยู่กับสถานการณ์
ตัวอย่างที่ให้โดยมิลเล่อร์และโคเฮ็นก็คือ ผู้ที่อยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกาจะต้องเรียนรู้อย่างช่ำชองที่จะมองไปทางซ้ายก่อนที่จะข้ามถนน
แต่ว่า เมื่อมีสถานการณ์เปลี่ยนไปที่แสดงว่า อยู่ในประเทศอังกฤษ
ต้องมีการห้ามการตอบสนองเช่นนี้ คือต้องแทนที่พฤติกรรมด้วยการจับคู่สิ่งเร้า-การตอบสนองที่ต่างกันไป (คือให้มองไปทางขวาก่อนข้ามถนน)
กลุ่มพฤติกรรมเหล่านี้ชัดเจนว่าต้องอาศัยระบบประสาทที่สามารถประสานสิ่งเร้า (คือถนนในกรณีนี้) กับสถานที่ (ประเทศสหรัฐ ประเทศอังกฤษ) เพื่อตอบสนองด้วยพฤติกรรม (มองซ้าย มองขวา)
หลักฐานในปัจจุบันบอกเป็นนัยว่า เซลล์ประสาทใน PFC ดูเหมือนจะทำหน้าที่เป็นตัวแทนข้อมูลเช่นนี้อย่างชัดเจน
หลักฐานอื่น ๆ จากงานวิจัยสรีรภาพไฟฟ้าของเซลล์เดี่ยว ๆ ในลิงแสดง ventrolateral PFC ว่าเป็นตัวควบคุมการตอบสนองทางการเคลื่อนไหว (motor responses)
ยกตัวอย่างเช่น เซลล์ที่เพิ่มอัตราการยิงสัญญาณเพราะสัญญาณภายนอกที่บอกว่า "อย่าไป"
และสัญญาณที่บอกว่า "อย่ามองที่นั่น"
ได้รับการระบุแล้ว

ความเอนเอียงเพราะความใส่ใจในระบบการรับรู้ต่าง ๆ

มีการใช้งานวิจัยโดยสรีรวิทยาไฟฟ้า (electrophysiology) และการสร้างภาพสมองโดยกิจ (functional neuroimaging) ในมนุษย์เพื่อระบุกลไกทางประสาทที่เป็นเหตุของความเอนเอียงโดยการใส่ใจ (attentional bias)
โดยงานวิจัยโดยมากสืบหาการทำงานในระบบที่เกิดความเอนเอียง เช่น ในเปลือกสมองส่วนการเห็น (visual cortex) หรือเปลือกสมองส่วนการได้ยิน (auditory cortex)
งานวิจัยยุคต้น ๆ ใช้ event-related potential (ตัวย่อ ERP หมายถึง การตอบสนองทางไฟฟ้าของสมองเพราะเหตุการณ์หนึ่ง ๆ) เพื่อที่จะแสดงว่า
ระดับการตอบสนองด้วยไฟฟ้าในสมองที่บันทึกในคอร์เทกซ์สายตาทั้งในซีกซ้ายและซีกขวาของสมองเกิดการเพิ่มระดับขึ้น ถ้าให้ผู้ร่วมการทดลองใส่ใจในด้านที่เหมาะสม (คือตรงข้ามกับซีกสมองที่ระดับการตอบสนองเพิ่มขึ้น) 
เทคนิคใหม่ ๆ ในการสร้างภาพสมองที่อาศัยการเดินโลหิต เช่น fMRI และ การถ่ายภาพรังสีระนาบด้วยการปล่อยโพซิตรอน (PET)
ได้ทำให้สามารถแสดงได้ว่า
ระดับการทำงานของประสาทในเขตประสาทสัมผัสต่าง ๆ รวมทั้ง เขตรับรู้สี เขตการเคลื่อนไหว และเขตรับรู้ใบหน้า
เกิดการเพิ่มระดับขึ้นเมื่อให้ผู้ร่วมการทดลองใส่ใจในลักษณะที่สมควรของสิ่งเร้านั้น ๆ
ซึ่งบอกว่า มีการควบคุมการขยายสัญญาณ (gain control) ในเขตคอร์เทกซ์ใหม่ที่เกี่ยวกับประสาทสัมผัส
ยกตัวอย่างเช่น ในงานวิจัยในปี ค.ศ. 2003 ลิวและคณะ
แสดงขบวนของจุดที่เคลื่อนไหวไปทางซ้ายหรือทางขวา เป็นสีแดงหรือสีเขียว ให้ผู้ร่วมการทดลองดู
และก่อนที่จะแสดงสิ่งเร้า จะมีตัวช่วยที่บอกว่า ผู้ร่วมการทดลองควรที่จะตอบสนองโดยอาศัยสีหรือทิศทางของจุดเหล่านั้น
แม้ว่าสีและการเคลื่อนไหวจะมีอยู่ในขบวนจุดเหล่านั้นทั้งหมด
การทำงานในเขตที่ไวสี (V4) ดังที่แสดงโดย fMRI ก็เกิดในระดับที่สูงขึ้นเมื่อให้ผู้ร่วมการทดลองใส่ใจที่สี
และการทำงานในเขตที่ไวต่อการเคลื่อนไหว ก็เกิดในระดับที่สูงขึ้นเมื่อให้ผู้ร่วมการทดลองใส่ใจที่ทิศทางของการเคลื่อนไหว
นอกจากนั้นแล้ว ยังมีงานวิจัยอีกหลายงานที่รายงานหลักฐานของสัญญาณแสดงความเอนเอียงที่เกิดขึ้นก่อนการแสดงสิ่งเร้า
โดยแสดงว่า เขตต่าง ๆ ในสมองกลีบหน้ามักจะเกิดการทำงานก่อนที่จะแสดงสิ่งเร้าที่คาดหมาย

การเชื่อมต่อกันของ PFC และเขตประสาทสัมผัส

แม้ว่า น้ำหนักของแบบจำลองว่า EF มีส่วนในการทำให้เกิดความเอนเอียงในประสาทสัมผัส จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
หลักฐานโดยตรงที่แสดงการเชื่อมต่อกันโดยกิจระหว่าง PFC และเขตประสาทสัมผัสต่าง ๆ เมื่อมีการทำงานของ EF ก็ยังมีน้อยอยู่ตราบเท่าทุกวันนี้
คือจริง ๆ แล้ว มีหลักฐานเดียวที่มาจากการศึกษาที่คนไข้มีความเสียหายในส่วนหนึ่งของสมองกลีบหน้า
และเกิดผลในส่วนสมองที่ไกลจากรอยโรคที่สืบเนื่องกับการตอบสนองของเซลล์ประสาทรับความรู้สึก
แต่ว่า มีงานวิจัยน้อยงานที่ได้ตรวจสอบว่า ปรากฏการณ์เช่นนี้เกิดในเฉพาะสถานการณ์ที่เกิดการทำงานของ EF หรือไม่
ส่วนวิธีอื่น ๆ ที่วัดความเชื่อมต่อกันระหว่างเขตสมองที่อยู่ห่างกัน เช่นโดยสหสัมพันธ์ของการตอบสนองที่เห็นใน fMRI ได้แสดงหลักฐานโดยอ้อมว่า
สมองกลีบหน้าและเขตประสาทสัมผัส (เขตรับความรู้สึก) ต่าง ๆ มีการสื่อสารถึงกันและกันในกระบวนการต่าง ๆ
ที่พิจารณาว่า ทำให้เกิดการทำงานของ EF เช่นความจำใช้งาน
ดังนั้น จึงยังต้องการงานวิจัยเพิ่มขึ้นอีกเพื่อที่จะระบุว่า มีการส่งข้อมูลกลับไปกลับมาอย่างไรระหว่าง PFC และส่วนอื่น ๆ ของสมองเมื่อ EF เกิดการทำงาน
มีงานวิจัยหนึ่งที่เริ่มมุ่งหน้าไปทางทิศทางนี้
เป็นงานวิจัยโดย fMRI ที่ศึกษาสายการประมวลข้อมูลในระหว่างการคิดเหตุผลเกี่ยวกับพื้นที่เนื่องกับการเห็น เป็นงานที่ให้หลักฐานของความเป็นเหตุและผล
(โดยอนุมานจากลำดับการเกิดของการทำงาน)
ระหว่างการทำงานทางประสาทสัมผัสในสมองกลีบท้ายทอยและสมองกลีบข้าง กับการทำงานใน PFC ส่วนหลังและส่วนหน้า
งานวิจัยในแนวนี้สามารถทำให้ชัดเจนยิ่งขึ้นในเรื่องการประมวลข้อมูลเพื่อทำกิจเกี่ยวกับ EF ใน PFC และส่วนอื่น ๆ ของสมอง

การพูดได้สองภาษาและ EF

มีผลงานวิจัยเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ที่แสดงว่า ผู้ที่พูดได้สองภาษามี EF ที่มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า โดยเฉพาะในส่วนการยับยั้ง (inhibitory control) และการทำงานหลาย ๆ งานได้พร้อมกัน (task switching) 
คำอธิบายที่อาจเป็นไปได้อย่างหนึ่งก็คือ ผู้พูดสองภาษาต้องควบคุมความใส่ใจและเลือกภาษาที่เหมาะสมในการพูด.
ในทุกช่วงพัฒนาการ บุคคลที่พูดสองภาษาได้รวมทั้งทารก
เด็ก
และผู้ชรา
แสดงความได้เปรียบของผู้พูดได้สองภาษาในประเด็นการทำงานของ EF
แต่น่าสนใจว่า ผู้พูดได้สองภาษาเป็นสองรูปแบบ คือพูดภาษาหนึ่งได้และรู้ภาษาใบ้
กลับไม่ปรากฏความได้เปรียบเกี่ยวกับสมรรถภาพของ EF
นี้อาจเป็นเพราะไม่ต้องทำการยับยั้งภาษาหนึ่งอย่างแอ๊กถีฟเพื่อที่จะใช้อีกภาษาหนึ่ง
ผู้พูดสองภาษาดูเหมือนจะได้เปรียบในการจัดการความขัดแย้ง (conflict processing) อีกด้วย
ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสามารถใช้รูปแบบหลายอย่างในการตอบสนองหนึ่ง ๆ
(ยกตัวอย่างเช่น คำ ๆ หนึ่งในภาษาหนึ่งที่แปลได้หลายรูปแบบในอีกภาษาหนึ่ง) 
โดยเฉพาะเจาะจงแล้ว lateral prefrontal cortex เป็นส่วนที่มีบทบาทในการจัดการความขัดแย้ง
อย่างไรก็ดี มีผู้ที่วิจารณ์ว่า ความแตกต่างของผู้พูดได้สองภาษาและภาษาเดียวอาจเกิดขึ้นจากองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ไม่ได้ควบคุมในงานทดลองที่แสดงความแตกต่าง หรือว่าผู้ร่วมการทดลองมีความสามารถลักษณะที่ไม่ใกล้เคียงกัน งานวิจัยในปี ค.ศ. 2014 โดยใช้ Attentional Network Test ในเด็กพูดได้สองภาษา 180 คนพร้อมกับเด็กกลุ่มทดลองที่มีลักษณะความสามารถที่คล้ายคลึงกันพบว่า เด็กสองกลุ่มนี้ทำคะแนนในงานนั้นได้โดยไม่มีความต่างกันทางสถิติ

แนวทางเพื่ออนาคต

มีหลักฐานสำคัญอื่น ๆ เกี่ยวกับกระบวนการทำงานของ EF ใน PFC
เช่นงานปริทัศน์ที่อ้างอิงกันอย่างกว้างขวางงานหนึ่งขับเน้นบทบาทของ PFC ส่วนใน (medial) ในสถานการณ์ที่มักจะต้องใช้ EF
ยกตัวอย่างเช่น เมื่อสำคัญที่จะตรวจจับความผิดพลาด ระบุสถานการณ์ที่มีสิ่งเร้าที่ขัดแย้งกัน ทำการตัดสินใจภายใต้ความไม่แน่ใจ หรือว่าเมื่อรู้ว่ามีโอกาสน้อยลงที่จะได้ผลที่ต้องการในการกระทำ
บทความปริทัศน์นี้คล้ายกับบทความอื่น ๆ  ที่เน้นการทำงานร่วมกันระหว่าง PFC ส่วนใน (medial) และส่วนข้าง (lateral)
ที่ส่วนในด้านหลัง (posterior medial) ส่งสัญญาณเกี่ยวกับความต้องการ EF ที่เพิ่มขึ้น
โดยส่งไปยังเขตของส่วนข้างด้านบน (dorsolateral) ซึ่งเป็นที่เกิดสัญญาณการควบคุมการปฏิบัติการ
ถึงอย่างนั้น ก็ยังไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนว่าทัศนคตินี้ถูกต้อง
และจริง ๆ แล้ว กลับมีบทความหนึ่งที่แสดงถึงคนไข้หลายคนที่มีความเสียหายต่อ PFC ด้านข้างที่มีระดับ ERN (Error-related negativity ซึ่งเป็นสัญญาณที่เชื่อกันว่าเกิดขึ้นจากการตรวจสอบความผิดพลาดของส่วนในด้านบน) ลดลง
ซึ่งบอกเป็นนัยว่า ส่วนที่ส่งสัญญาณควบคุมอาจจะกลับกันกับที่แสดงในทัศนคตินี้
ส่วนอีกทฤษฎีหนึ่งที่มีชื่อเสียง เน้นการทำงานร่วมกันของส่วนต่าง ๆ ของสมองกลีบหน้าในแนวนอน
โดยอ้างว่า มีการทำงานต่อเรียงกันระหว่าง PFC ส่วนหน้า, PFC ส่วนข้างด้านบน, และ premotor cortex
ที่ช่วยนำพฤติกรรมอาศัยสถานการณ์ที่มีในอดีต อาศัยสถานการณ์ในปัจจุบัน และอาศัยความสัมพันธ์ปัจจุบันของประสาทสัมผัสและการสั่งการ (sensorimotor associations) ไปตามลำดับคอร์เทกซ์ (ในแนวนอน)
ความก้าวหน้าในการสร้างภาพในสมอง (neuroimaging) ช่วยในการศึกษาความเกี่ยวข้องทางกรรมพันธุ์ของ EF
โดยมีจุดมุ่งหมายที่จะใช้เทคนิคการสร้างภาพนี้เป็น endophenotype เพื่อสืบค้นเหตุทางพันธุกรรมของ EF