Мозг демонстрирует замечательную способность претерпевать структурные и функциональные изменения в ответ на опыт на протяжении всей жизни. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что во многих областях приобретения навыков проявление этой нейропластичности зависит от возраста, с которого начинается обучение.
Тот факт, что большинство навыков приобретается в конце детства или во взрослом возрасте, оказался ограниченным в исследованиях, направленных на определение связи между возрастом приобретения и пластичностью мозга. Двуязычие, однако, обеспечивает оптимальную модель для выявления различий в том, как мозговые провода соединяются, когда навыки приобретаются с рождения, когда создаются мозговые цепи для языка, по сравнению с более поздними этапами жизни, когда пути, поддерживающие первый язык, уже хорошо развиты.
Изучение фокусируется на различиях в структуре и функционировании мозга между одновременными и последовательными двуязычными и компенсаторными механизмами, используемыми при достижении двуязычия позднее в жизни, на основании данных исследований с использованием различных методов нейровизуализации, включая позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), в режиме задач и отдыха - состояние функциональной магниторезонансной визуализации (МРТ), и структурной МРТ. Последние работы в области нейровизуализации, которые исследуют концепцию вложенных оптимальных периодов развития языка и различные нейронные пути к овладению языком, с экстраполяцией на общие представления о взаимосвязи между возрастом приобретения и максимальной производительностью навыков.
Изучение языка, вероятно, определяется рядом вложенных оптимальных периодов переменного начала, смещения и продолжительности, которые зависят как от заранее запрограммированных молекулярных сигналов, так и от сенсорного опыта. Что касается овладения двумя языками с момента рождения, то, как представляется, обогащение языковых знаний приводит к эквивалентному владению обоими изученными языками. Это происходит потому, что окно для развития языка открыто и потому, что мозг способен достаточно легко упростить проводку нейронных схем, обслуживающих оба языка. На микроскопическом уровне обогащенная двуязычная среда в неонатальный период может привести к каскаду биохимических событий, которые увеличивают выработку клеточных субстратов, регулирующих нейропластичность, а также продолжительность их синтеза. Это, в свою очередь, может привести к макроструктурным изменениям, которые проявляются в эффективной активации во время речи, увеличении размеров некоторых областей мозга, а также в более прочных связях между распределенными областями мозга в языковой сети. Такая нейропластичность происходит для того, чтобы контролировать одновременно каждый язык и предотвращать вмешательство между ними.
Степень, в которой эти изменения могут произойти, зависит от возраста знакомства с иностранным языком. Когда воздействие происходит после закрытия оптимальных периодов для изучения языка, нейропластичность все еще имеет место, что позволяет приобрести второй язык на протяжении всей жизни. Однако механизмы такой нейропластичности на более поздних этапах жизни, скорее всего, будут качественно и количественно отличаться от тех, которые биологически запрограммированы для начала и окончания в раннем детстве. Изучение второго языка имеет схожие черты с развитием поведения в других сенсорных областях, таких как зрение, которое, как представляется, ограничивается оптимальными периодами. Лишение зрительной стимуляции глаза с рождения, приводит к амблиопии, необратимо пониженной остроте зрения в этом глазу. Кроме того, для глухих детей с врожденной порочностью развития слуховой системы кохлеарная имплантация должна производиться на ранней стадии.
С учетом этих наблюдений представляется, что оптимальному развитию мозга способствует обогащенная сенсорная среда в раннем возрасте. Модели развития языка, выявленные в ходе недавних исследований в области нейровизуализации, аналогичным образом отражают различия в раннем и позднем опыте. Когда два языка приобретаются одновременно с рождения, функции и структура мозга оказываются наиболее эффективно организованными. Однако, когда знания второго языка развиваются позже в жизни, способность к нейропластическим изменениям оказывается более ограниченной, и, таким образом, овладение вторым языком идет другим путем.
