一般人很难发现双语使用者三种人的不同，然而现在，由于大脑成像技术不断进步，神经语言专家得以窥探语言学习对于双语使用者的大脑产生何种影响。
大脑的左半部主要掌管逻辑思考与分析，右半部则长官情感与社交活动，虽然左、右半脑有所区别，但并非完全独立运作。事实上，语言同时包括了左脑与右脑的功能，而随着年纪增长，大脑功能逐渐侧重其中一边，这个观点发展出“关键时期”的假说。根据这个理论，儿童通常学习语言较快，是因为他们的大脑仍在发展，因此仍具有可塑性，他们可以同时利用左、右两边的大脑学习语言；然而，多数成人会偏向采用其中一侧的大脑来学习语言。所以，如果从小学习双语的话，能够更容易掌握语言的社会和情感脉络。相反的一个成年人在学习外语的时候，会呈现出较少的情绪偏见，也有较为理想的思考。
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