额叶是大脑发育中最高级的部分，它包括初级运动区、前运动区和前额叶(prefrontal corte,PF)，其中PF与认知功能关系密切。前额叶又分为眶部、背部、内侧部和外侧部。人们对大脑的认知功能知之甚少，其中类似于电脑内存的大脑前额叶除了承担短暂记忆和信息加工的基本功能外，更与纠错、信息整合、目标规划、预期、规则学习、逻辑推理等有关。大脑的前额叶——脑袋前额头后面的那部分大脑皮层区域。这部分区域是灵长类生物进化中变化最大的部分，灵长类进化到人，大脑容量增加了一倍，而这增加的部分主要体现在大脑前额叶变得越来越大。

        有一个人对神经科学有巨大的贡献，那就是盖奇(P. Gage) 。他不是科学家，也不是医师，而是一位美国铁路工人。在一次意外事故中，他的脸颊部分被一根铁钎穿过，恰好损毁了他的大脑前额叶。但他却奇迹般地活了下来，感觉功能和运动功能没有问题，记忆功能也正常，但情绪出了一些小问题。然而，时间久了，医生发现他已经完全变了一个人：他对事物的判断和分析能力已完全不能像正常人那样。所以科学家就对前额叶有了进一步的认识，经过长时间的研究，确认前额叶的基本功能就是负责工作记忆。工作记忆是一种对信息进行短暂储存和加工以指导下一步行动的记忆，这样的记忆信息就像存在电脑内存里的信息数据。

        人是如何完成工作记忆的？来看这样一个检测，它称为N-back test。拿一套扑克牌，先让你看第一张，再看第二张，第三张……当你看到第二张时问你第一张是什么，看到第三张时问你第二张是什么，依此类推，这叫one-back，是最简单的。难一点的，看到第三张时问你第一张是什么，看第四张时问你第二张是什么，以此类推，这叫two-back。更难一点的，是three-back,这可以很好地考验大脑的工作记忆功能。所以，当一个人的大脑前额叶不正常，患有某些精神疾病，比如精神分裂症，可以用N-back来检测其认知功能的障碍。

        纠错功能或者称翻转学习功能，对于人类适应外界变化是非常重要的。威斯康星卡片分类测试是常用的神经心理测评方法，可以部分反映前额叶的纠错功能。受试者被要求按照扑克牌的三个要素（数字、颜色、形状）中的一个将牌进行配对。譬如被试者一开始是按照数字来配对，这时护士告诉他错了，他得到这个信息后马上反馈，不再按照数字分，转而按照颜色分，然后护士说对了，这时他就知道配对的规则是颜色不是数字。他可以十次、一百次地按照颜色分类来做。但在之后的测试中，护士会突然改变规则，且不告诉被试者。当受试者还在按照颜色分类配对卡片的时候，护士突然告诉他错了。这时正常人一般来说试两次就知道什么是对的规则，但对于患有精神分裂症的人来说，他们往往会三次、四次一直试下去，这代表他的前额叶功能出现了障碍。

        进入大脑的信息是如何整合的？ 当有人跟你谈到美国旧金山的金门大桥时，假如你去过那里，马上会在大脑的不同部位显示不同的信息：一块显示大桥的地理位置，一块显示大桥颜色，还有一块可能是桥的形状，等等。而前额叶皮层则具有整合功能，可以把来自不同脑区的不同信息进行整合，最后形成关于大桥的全面信息，这是前额叶很重要的高级功能。

        一个猴子想要吃到对面的香蕉，但香蕉离它较远，前面有栏杆它又过不去，这时它会用边上的竹竿去钩过来吃。当一根竹竿够不到，假如现场有两根竹竿，猴子是不知道把两根竹竿接起来去钩香蕉的，但是猩猩就会想到。如果把完成一件事作为一个大目标，正常人会通过规划将其分解成几个子目标逐一完成，而当前额叶出现问题，那么这个人就不知道怎么来安排子目标了。

        前额叶的功能除工作记忆之外，还有预期、规则学习、逻辑推理以及翻转学习、适应性等。目前的神经科学研究对概念形成、计算、判断、计划、决策等都了解得相当少，我们不知道有哪些神经结构共同参与这些功能，不知道其神经环路，不知道有哪些分子，哪些基因起关键作用。还需要相当多的探索和研究才能了解它们如何工作。此外，大脑如何合理分布脑容量、脑的功能，在各个子目标里面通过协调完成大目标，也是前额叶重要的功能，更是一个非常有挑战性的课题。