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Growing up in a multicultural household, speaking, and even thinking in more than one language has always been natural to me. As my interest in psychology and brain-related fields developed, many of the questions I searched an answer to started from my personal experience; and one of the most fascinating ones concerned the functioning of multilingual or bilingual brains. This complex question has been investigated by psychologists and neuroscientists for a long time, leading to surprising findings.
Science reveals that when a bilingual person is speaking in one language, the other one is active at the same time. This phenomenon is explained by the process of word recognition: sounds arrive to us in a sequential order, meaning that long before the word is finished, the brain language system tries to identify the word by activating words matching the beginning of the auditory input. Interestingly, for bilingual people, the same sounds activate different words regardless of the language to which they belong.
However, to avoid communication difficulties, bilingual brains must develop the ability to maintain a balance between the two languages. To do so, the brain relies on some basic cognitive processes known as “executive functions”. As both languages are always competing, the bilingual brain uses control mechanisms, such as attention control and inhibition, to manage communication and listening processes.
The development and strengthening of these control mechanisms translates also in the rise of peculiar skills. First of all, bilingual individuals have better conflict management skills, such as ignoring conflicting perceptual stimuli and isolating the relevant aspect of information. Moreover, they have strong multitasking abilities, as they switch between two tasks more rapidly than monolingual individuals.
Other research focused on the neurological changes in bilingual brains, finding that when bilingual individuals are performing tasks in which they are required to switch between the two languages, there is an increased activation in brain regions associated with cognitive control, attention and inhibition.
Differences in sensory processing between monolingual and bilingual individuals have also been found. In one study, bilingual and monolingual adolescents listened to speech sounds, divided in two conditions. In the first condition, background noise was absent, and all adolescents showed a similar brain stem response to auditory inputs. In the second condition, participants listened to the sounds in the presence of background noise. The results showed that bilingual adolescents had a larger neural response to the sounds than monolingual individuals; this highlights that there was an increased blood flow in the brain stem.
One of the most fascinating findings is that bilingualism not only changes how the brain works, but also the brain’s neurological structures. Research shows that bilingualism correlates with higher volume of grey matter in the left inferior parietal cortex, a brain region associated with a wide range of cognitive functions, including language processing.
All these structural and functional differences in bilingual brains represent a powerful advantage for learning a third language. Bilingualism provides the brain with a sharper ability to focus on information about the new language, reducing the interference of the other languages already known. Therefore, bilingual individuals are more predisposed to learning new languages, and they experience larger gains in vocabulary.
The benefits of bilingualism are appreciated also later in life, as bilinguistic brains tend to be more preserved from the natural decline of cognitive functions. Indeed, bilingualism contributes to the maintaining of the brain’s cognitive reserve, which is the ability to sustain the effects of aging or injuries and maintain proper functioning as we age. Older bilingual individuals also benefit from enhanced memory and executive control.
Moreover, bilingualism can protect the brain against neurodegenerative illnesses such as Alzheimer’s disease. Science finds that bilingual individuals with Alzheimer’s show symptoms about 5 years later than monolingual people, with an average onset age of 77.7 for bilinguals and an age of 72.6 for monolinguals. Surprisingly, bilingual brains show more physical damage – brain atrophy – in regions associated with the disease than their monolingual counterparts. Yet, bilinguals with Alzheimer’s performed comparably on behavioral tasks. This indicates that bilingual brains can effectively compensate for severe physical damage caused by the illness.
Last but not least, speaking more than one language has also cultural and social benefits:
- Bilingualism enhances cultural awareness, promoting open-mindedness, and tolerance for diversity. Indeed, speaking multiple languages enables individuals to connect with people from different linguistic and cultural backgrounds, making them able to expand their friendships and broaden their view of the world.
- Bilingualism improves emotional expression, as speakers can choose the language that best suits their emotional state and that helps them best express their feelings.
- Being bilingual can help to reduce stress and build resilience. Although managing diverse linguistic systems can be challenging at the beginning, developing proficiency boosts confidence and problem-solving skills.
To sum up, bilingual brains have a unique structure and functioning, along with many lifelong advantages. But a possible question could be: what about people who are not bilingual from birth, but learn languages at different life stages? Science, again, has good news, even for these individuals: the aging and attention-related benefits listed above regard also those learning a second language later in life!
Traduzione in italiano:
Il cervello bilingue: funzionamento e benefici
Crescendo in una famiglia multiculturale, parlare e persino pensare in più di una lingua è sempre stato naturale per me. Con il tempo, mentre il mio interesse per la psicologia e le neuroscienze aumentava, molte delle domande che cercavo di capire partivano proprio dalla mia esperienza personale. Una delle più affascinanti riguardava come funzionano i cervelli bilingui o multilingui. Questa domanda complessa è stata studiata a lungo da psicologi e neuroscienziati, portando a risultati sorprendenti.
La scienza mostra che quando una persona bilingue parla in una lingua, l’altra rimane attiva allo stesso tempo. Questo fenomeno è spiegato dal processo di riconoscimento delle parole: i suoni ci arrivano in ordine sequenziale, quindi molto prima che la parola sia pronunciata per intero, il sistema linguistico del cervello cerca di identificarla attivando parole che corrispondono all’inizio dell’input uditivo. È interessante notare che, nelle persone bilingui, gli stessi suoni attivano parole di entrambe le lingue.
Tuttavia, per evitare difficoltà comunicative, il cervello bilingue deve sviluppare la capacità di mantenere un equilibrio tra le due lingue. Per farlo, si affida ad alcuni processi cognitivi di base noti come “funzioni esecutive”. Poiché le due lingue competono costantemente, il cervello bilingue usa meccanismi di controllo, come il controllo dell’attenzione e l’inibizione, per gestire il parlare e l’ascolto.
Il rafforzamento di questi meccanismi porta anche allo sviluppo di abilità particolari. Prima di tutto, le persone bilingui sanno gestire meglio i conflitti, ad esempio ignorando stimoli percettivi fuorvianti e concentrandosi sugli elementi davvero importanti delle informazioni. Inoltre, hanno una forte capacità di multitasking, riuscendo a passare da un compito all’altro più velocemente dei monolingui.
Altre ricerche hanno studiato i cambiamenti neurologici nei cervelli bilingui, evidenziando che quando le persone bilingui svolgono compiti che richiedono di passare da una lingua all’altra, c’è un aumento dell’attivazione nelle aree del cervello legate al controllo cognitivo, all’attenzione e all’inibizione.
Sono state rilevate anche differenze nel processamento sensoriale tra bilingui e monolingui. In uno studio, adolescenti di entrambi i gruppi hanno ascoltato suoni linguistici in due condizioni. Nella prima, senza rumore di fondo, tutti hanno mostrato una risposta simile nel tronco encefalico. Nella seconda, con rumore di fondo, gli adolescenti bilingui hanno mostrato una risposta neurale maggiore rispetto ai monolingui, indicando un aumento del flusso sanguigno nel tronco encefalico.
Una delle scoperte più affascinanti è che il bilinguismo non solo modifica il funzionamento del cervello, ma anche la sua struttura. Le ricerche mostrano che il bilinguismo è associato a un volume maggiore di materia grigia nella corteccia parietale inferiore sinistra, una regione coinvolta in molte funzioni cognitive, incluso il linguaggio.
Tutte queste differenze strutturali e funzionali rappresentano un grande vantaggio nell’apprendere una terza lingua. Il bilinguismo permette al cervello di concentrarsi meglio sulle informazioni relative alla nuova lingua, riducendo l’interferenza delle altre lingue già conosciute. Di conseguenza, le persone bilingui sono più predisposte a imparare nuove lingue e registrano progressi maggiori nel vocabolario.
I benefici del bilinguismo si vedono anche più avanti negli anni, perché i cervelli bilingui tendono a essere più protetti dal naturale declino cognitivo. Il bilinguismo aiuta infatti a mantenere la riserva cognitiva, cioè la capacità del cervello di resistere agli effetti dell’invecchiamento o di eventuali danni, mantenendo un buon funzionamento nel tempo. Le persone bilingui più anziane, inoltre, presentano una memoria più efficiente e un controllo esecutivo più forte.
In aggiunta, il bilinguismo può proteggere da malattie neurodegenerative come l’Alzheimer. Gli studi mostrano che le persone bilingui affette da Alzheimer manifestano i sintomi circa cinque anni più tardi rispetto ai monolingui: l’età media di insorgenza è 77,7 anni per i bilingui e 72,6 per i monolingui. Sorprendentemente, i cervelli bilingui mostrano più danni fisici (come l’atrofia cerebrale) nelle regioni colpite dalla malattia, ma nonostante ciò i bilingui con Alzheimer ottengono prestazioni simili nei compiti comportamentali. Questo suggerisce che i loro cervelli riescono a compensare meglio i danni causati dalla malattia.
Infine, parlare più lingue porta anche benefici culturali e sociali:
- Il bilinguismo aumenta la consapevolezza culturale, favorendo apertura mentale e tolleranza verso la diversità. Parlare più lingue permette infatti di connettersi con persone di culture e contesti linguistici diversi, ampliando le amicizie e la propria visione del mondo.
- Migliora l’espressione emotiva, perché consente di scegliere la lingua che meglio si adatta allo stato emotivo e permette di esprimere meglio i propri sentimenti.
- Aiuta a ridurre lo stress e a sviluppare resilienza. Anche se all’inizio gestire più sistemi linguistici può essere difficile, acquisire padronanza aumenta fiducia e capacità di problem-solving.
In conclusione, i cervelli bilingui hanno una struttura e un funzionamento unici, insieme a numerosi vantaggi che durano tutta la vita. Ma sorge una domanda: cosa succede a chi non è bilingue dalla nascita, e impara le lingue in momenti diversi della vita? La scienza ha buone notizie anche per loro: i benefici legati all’attenzione e all’invecchiamento valgono anche per chi impara una seconda lingua più avanti nel tempo!
Sofia Nelam Singh
sofianelam.singh01@icatt.it
Sitography:
Marian V, Shook A. The cognitive benefits of being bilingual. Cerebrum. 2012 Sep;2012:13. Epub 2012 Oct 31. PMID: 23447799; PMCID: PMC3583091. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3583091/
https://meditopia.com/en/blog/cognitive-benefits-of-bilingualism
https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/inferior-parietal-cortex
A.P.E. 
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