Model kontroli poznawczej zaproponowany przez Shallice’a składa się z dwóch systemów: (1) systemu kontroli czynności automatycznych oraz (2) nadzorczego systemu uwagi, odpowiadającego za kontrolę czynności nieautomatycznych. Oba systemy współgrają ze sobą i są wobec siebie komplementarne.  

System kontroli czynności automatycznych

Zdaniem Shallice’a zachowanie człowieka jest kierowane przez automatyzmy, zarówno pierwotne (odruchy), jak i wtórne (nawyki). W sytuacji konfliktu czynności automatycznych, o kolejności ich wykonania decyduje system kontroli czynności automatycznych. Rolą tego systemu jest ustalenie kolejności wykonania czynności rutynowych. System ten działa w sposób automatyczny, nadając priorytet tej czynności, która w większym stopniu jest dostosowana do bieżącej sytuacji i jej kontekstu (por. teoria rywalizacji egzemplarzy). Czynność, która w mniejszym stopniu jest dostosowana do sytuacji, zostaje wyhamowana do czasu zakończenia wykonywania czynności priorytetowej.

Nadzorczy system uwagi

Selektywne hamowanie dokonywane przez system kontroli czynności automatycznych jest nieskuteczne w sytuacjach nowych, które wymagają podejmowania decyzji lub ustalenia planu działania. W przypadku sytuacji nowych, kontrolę nad zachowaniem przejmuje nadzorczy system uwagi, decydując o kolejności wykonywania czynności i sprawując bieżący monitoring nad ich wykonaniem. Rolą tego systemu jest ustalenie kolejności wykonania czynności intencjonalnych, nieautomatycznych poprzez ustalenie nowego związku pomiędzy bodźcem a reakcją. System spełnia swoją rolę, tworząc tymczasowe (nietrwałe) reprezentacje umysłowe sytuacji problemowej.

Nadzorczy system uwagi jest lokalizowany w obrębie przednich płatów czołowych. W przypadku osób z uszkodzeniami płatów czołowych, nadzorczy system uwagi działa wadliwie lub nie działa w ogóle, co oznacza, że określone bodźce wyzwalają ciągle te same reakcje, mimo zmiany kontekstu (perseweracja).  Gdy osoba z uszkodzeniem mózgu w obrębie płatów czołowych wykonuje zadanie Stroopa, to z większym prawdopodobieństwem przeczyta słowo niż nazwie kolor czcionki, a w teście sortowania kart będzie kontynuowała sortowanie według wyuczonej reguły, mimo, że uległa ona zmianie.

W ostatnich latach teoria została znacząco rozbudowana przez Autora (Shallice, 2002). Zgodnie z najnowszą wersją koncepcji, sposób działania nadzorczego systemu uwagi składa się z trzech etapów. W pierwszym etapie konstruowana jest strategia, czyli plan działania, obejmujący ustalenie celów i wygenerowanie schematów zachowania. W drugim etapie następuje przygotowanie nowych schematów zachowania, które przechowywane są w pamięci operacyjnej. W trzecim etapie następuje weryfikacja i ewaluacja schematu. W efekcie, powstały schemat może zostać przyjęty do realizacji lub odrzucony. Obecna wersja teorii ma także postać modelu matematycznego, a dzięki temu można testować poprawność jej działania.