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前頭葉は脊椎動物の脳の中で最大の葉であり、大脳半球の最も前方の葉である。中心溝と呼ばれる解剖学的溝は前頭葉と頭頂葉を隔てており、外側溝と呼ばれるより深い解剖学的溝は前頭葉と側頭葉を隔てている。前頭葉の最も前方の腹側眼窩端は前頭極と呼ばれ、大脳のいわゆる3つの極の1つである。[ 1 ]
前頭葉の外側の多数の溝のある表面は前頭皮質と呼ばれます。[ 2 ]すべての皮質組織と同様に、前頭皮質は脳の外側部分を構成する薄い灰白質の層です。前頭皮質はさらに、運動皮質（前運動皮質、非一次運動皮質、一次運動皮質）や前頭前野（例：背外側前頭前野）など、いくつかの解剖学的および機能的構造に細分化されます。
前頭葉には、4 つの主要な脳回も存在します。中心前回は中心溝のすぐ前方に位置し、中心溝と平行に走り、特定の身体部位の随意運動を制御する一次運動野を含んでいます。水平方向に並ぶ他の 3 つの前頭回は、上前頭回、中前頭回、下前頭回です。下前頭回はさらに眼窩部、三角部、弁蓋部に細分化され、[ 3 ]機能的には腹外側前頭前野として知られています。
前頭葉には、大脳皮質のドーパミン作動性ニューロンの大部分が含まれています。ドーパミン作動性経路は、報酬、注意、短期記憶、計画、および動機付けに関連しています。ドーパミンは、視床から前脳に送られる感覚情報を制限および選択する傾向があります。[ 4 ]
前頭葉は脳の中で最大の葉であり、各半球の表面積の約3分の1を占めています。[ 3 ]各半球の背面では、中心溝が前頭葉と頭頂葉を隔てています。外側溝は前頭葉と側頭葉を隔てています。
前頭葉は、外側部、極部、眼窩部（眼窩の上方、基底部または腹側部とも呼ばれる）、内側部に分けられる。これらの各部は、それぞれ特定の脳回から構成されている。
脳回は溝によって区切られています。例えば、中心前回は中心溝の前方、中心前回は中心溝の後方に位置しています。上前頭回と中前頭回は上前頭溝によって区切られています。中前頭回と下前頭回は下前頭溝によって区切られています。
人間の前頭葉は30歳を過ぎてからようやく完全に成熟するが、実際には、特に前頭前野は30代後半まで成熟し続ける。[ 5 ]しかし、高齢者の前頭葉にわずかな萎縮が見られるのは正常である。Fjellら（2009）は、60～91歳の健康な成人142人とアルツハイマー病患者122人を対象に、時間の経過に伴う脳萎縮率を調べた結果、1年後の追跡調査では、アルツハイマー病患者では著しい体積減少が見られ、健康なグループでははるかに小さい減少（平均0.5%）であったことを示した。 [ 6 ]これら の結果は、前頭葉の体積が年間約0.5～1%減少することを示したCoffeyら（1992）の結果を再現している。[ 7 ]
前頭葉は、いくつかの解剖学的および機能的構造から構成され、とりわけ、目標指向行動や抽象的な精神的表象（例えば、未来の自分を想像することによって、直近の時空間的文脈を超越する人間の驚異的な能力）を支えている。[ 8 ] [ 9 ]前頭葉の主要な機能が行動である、つまり、例えば、推論に完全に専念し、感情や情動などの感覚現象の調節に携わっていると考えるのは間違いである。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
前頭葉に属する構造の機能的完全性を測定する心理テストには、指タッピング、ウィスコンシンカード分類テスト、言語、計算能力[ 15 ]、意思決定[ 16 ]の測定が含まれます。
前頭葉の損傷はさまざまな方法で発生し、さまざまな結果をもたらす可能性があります。一過性脳虚血発作（TIA）（ミニ脳卒中とも呼ばれる）や脳卒中は、高齢者（65歳以上）の前頭葉損傷の一般的な原因です。これらの脳卒中やミニ脳卒中は、脳への血流の遮断、または脳動脈の動脈瘤の破裂によって発生する可能性があります。その他の損傷発生方法としては、事故による外傷性脳損傷、アルツハイマー病やパーキンソン病（認知症の症状を引き起こす）などの診断、前頭葉てんかん（どの年齢でも発生する可能性がある）などがあります。[ 17 ]胎児期にアルコールに曝露された人に前頭葉損傷が認められることが非常に多いです。
前頭葉の損傷による一般的な影響は多岐にわたります。前頭葉に外傷を受けた患者は、状況に対する適切な反応を知っていても、現実生活では同じ状況に対して不適切な反応を示すことがあります。同様に、感じている感情が顔や声に表れないこともあります。例えば、幸せを感じている人は微笑まず、声には感情がこもらないでしょう。しかし、同じように、過剰で不必要な感情表現を示すこともあります。うつ病は脳卒中患者によく見られます。また、意欲の喪失や低下もよく見られます。通常の日常活動を行う気力がなく、「やる気が出ない」と感じるかもしれません。[ 17 ]損傷を受けた人の身近な人は、行動の変化に気づくかもしれません。[ 18 ]フィニアス・ゲージの事例は、これらの症状の典型例として長らく考えられてきましたが、最近の研究では、彼の性格の変化に関する記述は証拠が不十分であると示唆されています。前頭葉は、将来の計画、判断、意思決定能力、注意持続時間、抑制などの実行機能をつかさどる脳の部位です。前頭葉が損傷した人では、これらの機能が低下する可能性があります。[ 17 ]
あまり頻繁には見られない結果も様々です。作話は、最も頻繁に指摘される「あまり一般的ではない」影響かもしれません。作話の場合、人はそれが真実であると信じながら、誤った情報を提供します。少数の患者では、普段とは異なる陽気さが見られることがあります。この影響は、主に脳の右前頭葉に病変のある患者に見られます。[ 17 ] [ 19 ]
まれな症状としては、重複記憶錯乱があり、患者は自分が現在住んでいる場所が別の場所にある場所の複製であると信じます。同様に、前頭葉損傷後にカプグラ症候群を発症した患者は、自分と全く同じ「代替者」が親しい友人、親戚、または他の人の身分を奪い、その人になりすましていると信じます。この最後の症状は、主に前頭葉に神経障害のある統合失調症患者に見られます。[ 17 ] [ 20 ]
ヒトの前頭皮質では、40歳以降、特に70歳以降に発現が低下する遺伝子群が存在する。[ 21 ] この遺伝子群には、学習と記憶、小胞輸送、ミトコンドリア機能において重要なシナプス可塑性に関わる遺伝子が含まれる。加齢に伴い、前頭皮質で発現が低下している遺伝子のプロモーター領域ではDNA損傷が著しく増加する。培養したヒト神経細胞では、これらのプロモーター領域は酸化ストレスによって選択的に損傷を受ける。[ 21 ]
HIV関連神経認知障害のある人は、前頭皮質に核DNAおよびミトコンドリアDNAの損傷が蓄積する。 [ 22 ]
国立精神衛生研究所の報告によると、前頭前皮質のドーパミン活性を低下させるCOMT遺伝子変異は、ワーキングメモリ課題中のその脳領域のパフォーマンスの低下と非効率的な機能、および統合失調症のリスクのわずかな増加に関連しているとのことです。[ 23 ]
20世紀初頭、ポルトガルの神経学者エガス・モニスによって最初に開発された精神疾患の治療法は、前頭葉と辺縁系を結ぶ経路を損傷させるものでした。前頭葉切除術（前頭白質切除術とも呼ばれる）は苦痛を軽減することに成功しましたが、その代償として、しばしば患者の感情、意志、人格を鈍らせました。この精神外科手術の無差別な使用と、深刻な副作用、そして7.4～17パーセントの死亡率[ 24 ]が相まって、悪評を得ました。前頭葉切除術は精神医学的治療法としてはほぼ廃れました。より精密な精神外科手術は、まれではありますが、今でも使用されています。これらには、前嚢切開術（内包前脚の両側熱損傷）や両側帯状回切開術（前帯状回損傷）が含まれる場合があり、他に治療不可能な強迫性障害や臨床的うつ病の治療に用いられることがある。
前頭葉機能に関する理論は、以下の4つのカテゴリーに分類できる。
その他の理論としては以下のようなものがある。
上述の理論は、特定のプロセス／システムや構成要素に焦点を当てている点で異なっていることを強調しておきたい。スタス（1999）は、機能の均質性（単一の構成要素）または異質性（複数のプロセス／システム）の問題は、「解決不可能な二分法というよりは、意味論の問題、あるいは不完全な機能分析の問題である可能性がある」と述べている（ 348ページ）。しかし、機能の多様性を完全に説明する前頭葉機能の統一理論が実現するかどうかは、今後の研究で明らかになるだろう。
多くの科学者は、ヒトの前頭葉は他の霊長類に比べて不均衡に大きいと考えていました。これはヒトの進化の重要な特徴であり、ヒトの認知が他の霊長類の認知と異なる主な理由と考えられていました。しかし、この見解はその後、神経画像研究によって大型類人猿に関して疑問視されるようになりました。磁気共鳴画像法を用いてヒト、現存するすべての類人猿種、およびいくつかのサル種の前頭皮質の体積を測定したところ、ヒトの前頭皮質は他の大型類人猿の皮質よりも相対的に大きいのではなく、小型類人猿やサルの前頭皮質よりも相対的に大きいことがわかりました。 [ 29 ]ヒトの高度な認知は、皮質の体積に影響を与えない神経路による接続性の高さに関連していると考えられています。 [ 29 ]これは、前頭葉と側頭葉をつなぐ言語ネットワークの経路にも明らかです。 [ 30 ]