O desenvolvimento do córtex pré-frontal em humanos começa por volta da quarta semana pré-natal a partir do tubo neural, que é uma estrutura embrionária que eventualmente se torna o cérebro e a medula espinhal. As partes do tubo neural são o prosencéfalo, mesencéfalo, rhombencephalon e medula espinhal. É o prosencéfalo que se desenvolverá no cérebro anterior, uma área que abrange o cérebro, juntamente com duas estruturas límbicas, o hipotálamo e o tálamo.
Surgindo do ectoderma embrionário, as formas do tubo neural e a porção mais anterior, o prosencéfalo, se dividem para se tornar o telencéfalo e o diencéfalo. O diencéfalo se diferencia no tálamo, hipotálamo e estruturas associadas, e o telencéfalo se torna os hemisférios do cérebro esquerdo e direito. Frequentemente chamado de córtex cerebral, o cérebro é dividido em quatro lobos: frontal, parietal, temporal e occipital.
Especificamente relacionado aos lobos frontais, o desenvolvimento do córtex pré-frontal continua na idade adulta. Esta área ocupa a maior região cerebral e atua na organização, planejamento, tomada de decisão e regulação de comportamento. O dano ao córtex pré-frontal resulta em uma incapacidade de controlar impulsos e aprender com as experiências de recompensa e punição. O raciocínio de acordo com situações hipotéticas pode não ser afetado. Ao lidar com eventos reais, porém, a função é prejudicada.
Em crianças, o desenvolvimento do córtex pré-frontal ainda não está completamente esclarecido. O que se sabe é que o desenvolvimento cerebral durante a primeira infância é particularmente influenciado pelo amor, carinho, nutrição e genética. As experiências da infância podem afetar a maneira como o cérebro conecta ou processa as informações. Se uma criança pequena for exposta ao carinho, por exemplo, ela poderá retribuir esse comportamento a outras pessoas. As crianças pequenas que recebem muito pouco amor ou atenção normalmente não podem demonstrar empatia ou emoção porque conexões relevantes não se desenvolverão.
A densidade sináptica aumenta com a idade e ocorre como resultado de trilhões de conexões neurológicas, comumente chamadas de “fiação”. O disparo neuronal cria uma rede que é permanentemente estabelecida com experiências repetitivas. As conexões que não são mais usadas ou com que se baseiam são eliminadas através de um processo chamado de poda, que começa por volta dos 11 anos de idade.
Pesquisas usando ressonância magnética (MRI) indicam que o desenvolvimento do córtex pré-frontal é concluído por último, depois que outras áreas do cérebro já amadureceram. Estudos cerebrais mostram que o crescimento começa nas costas e avança para os lobos frontais. As fibras mielinizadas brancas não são tão abundantes em adolescentes; os adultos têm mais. A mielinização melhora a velocidade de condução e requer menos energia.
Alterações ocorrem dentro do córtex cerebral mais tarde na vida. Depois dos 40 anos, a quantidade de substância cinzenta e fibras mielinizadas brancas começa a diminuir. Alterações bioquímicas também causam alterações na condução.