Executive control: balancing stability and flexibility via the duality of evolutionary neuroanatomical trends

Dialogues Clin Neurosci. 2012 Mar;14(1):39-47. doi: 10.31887/DCNS.2012.14.1/rbilder.

Abstract

The concept of executive functions has a rich history and remains current despite increased use of other terms, including working memory and cognitive control. Executive functions have sometimes been equated with functions subserved by the frontal cortex, but this adds little clarity, given that we so far lack a comprehensive theory of frontal function. Pending a more complete mechanistic understanding, clinically useful generalizations can help characterize both healthy cognition and multiple varieties of cognitive impairment. This article surveys several hierarchical and autoregulatory control theories, and suggests that the evolutionary cytoarchitectonic trends theory provides a valuable neuroanatomical framework to help organize research on frontal structure-function relations. The theory suggests that paleocortical/ventrolateral and archicortical/dorsomedial trends are associated with neural network flexibility and stability respectively, which comports well with multiple other conceptual distinctions that have been proposed to characterize ventral and dorsal frontal functions, including the "initiation/inhibition," "what/where," and "classification/expectation" hypotheses.

El concepio de funciones ejecutivas tiene una rica historia y se mantiene vigente a pesar del incremento del empleo de otros terminos, incluyendo los de memoria de trabajo y control cognitivo. Las funciones ejecutivas algunas voces se ban identificado con funciones dependientes de la corieza frontal, pero esto no aclara mucho, dado que a la fecha se carece de una teorfa comprensible de la funcion frontal, Mientras se espera una comprension mecanicista mas compleia, las generalizaciones de utilidad clinica pueden ayudar a caracierizar tanto la cognición normal como múltiples variedades del deierioro cognitivo, Este articulo revisa algunas toorias que incluyen el control jerárquico y la autorregulación, y sugiere que las tendencias de las teorfas evolutivas de la ciioarquitectura aporian un valioso soporte neuroanatómico para ayudar a organizar la investigación de las relaciones entre función y estructura frontal. La teorfa sugiere que las vias paleocortical/venirolateral y arquicoriicalfdorsomedial están asociadas con la flexibllidad y la establlidad de la red neural respective mente, lo que concuerda basiante con otras multiples distinciones conceptuales que se han propuesto para caracierizar las funciones frontales ventral y dorsal, incluyendo las hipótesis de “inicio/inhibición”, “quéldónde ” y “clasificación/expectación ”.

Le concept de fonctions exécutives a une histoire riche et reste actuel malgré l'utilisation accrue d'autres termes, comme la mémoire de travail et le contrôle cognitif. Les fonctions exécutives ont parfois été assimilées aux fonctions favorisées par le cortex frontal, ce qui éclaire peu le sujet, car nous manquons jusqu'à maintenant d'une théorie complète de la fonction frontale, Dans I'attente d'une compréhension mécaniste plus complète, des généralisations cliniquement utiles peuvent aider à caractériser à la fois une cognition saine et des variétés multiples de déficits cognitifs. Cet article passe en revue plusieurs théories de contrôle hiérarchique et d'autorégulation, et suggère que la théorie des tendances cytoarchitecioniques évolutionistes apporte un cadre neuroanatomique tres utile pour aider l'organisation de la recherche des relations structure-fonction frontales. La théorie suggère que des tendances paléocorticales/ventrolatérales et archicorticales/dorsomédiales sont associées respectivement a la stabilité et à la flexibilité du réseau neuronal, ce qui concorde avec de nombreuses autres distinctions conceptuelles proposées pour caractériser les fonctions frontales dorsales et ventrales, comme les hypothèses d'« initiation/inhibition », de « quoi/où », et de « classification/anticipation ».

Keywords: cognition; cognitive control; executive function; frontal lobe; neuroanatomy; neuropsychology; working memory.

Publication types

  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Adaptation, Physiological / physiology*
  • Animals
  • Biological Evolution*
  • Brain / anatomy & histology*
  • Brain / physiology*
  • Executive Function / physiology*
  • Humans
  • Models, Psychological*
  • Neural Pathways / anatomy & histology
  • Neural Pathways / physiology
  • Neuroanatomy / methods*
  • Neuroanatomy / trends*