Ludzka mowa to bardzo złożony mechanizm a posługiwanie się nią jest uzależnione od licznych czynników związanych z pamięcią i funkcjami mózgu. Nauka języków obcych ma zawsze pozytywny wpływ na mózg, ale jej jakość jest uzależniona od sposobu w jaki się uczymy. Badania obrazowe mózgu osób dwujęzycznych (czyli takich, które posługują się dwoma językami na tym samym lub prawie takim samym poziomie zaawansowania) pokazują, że jeśli osoba dwujęzyczna mówi w danym momencie w jednym języku, to mózg zawsze aktywuje też i drugi język. Oba języki ze sobą walczą o należną im przestrzeń z mózgu. Są w ciągłej interakcji i konkurują ze sobą. Mózg cały czas nimi żongluje, co w efekcie przyczynia się do zmiany kształtu sieci neuronalnych – to mózg o gęstej sieci neuronów i gęściejsza istota szara. Mózg jest zdolny do szybkiej reorganizacji. Osoby dwujęzyczne stale kontrolują oba języki i dlatego w sposób naturalny stają się lepsze w filtrowaniu niepotrzebnych informacji czy dźwięków. Mózg wielojęzyczny to mózg lepiej chroniony przed chorobami neurodegeneracyjnymi.

1. Pętla z wzorcem…

Mowa człowieka jest systemem działającym w zamkniętej się pętli. Co to znaczy? Wyobraźmy sobie człowieka chorego na cukrzycę. Taka osoba nosi specjalne urządzenie kontrolne zaopatrzone w czujnik stale mierzący poziom cukru we krwi oraz specjalną pompę infuzyjną wyposażoną w dwie strzykawki. Jedna z nich zawiera insulinę zaś druga glukagon. Urządzenie jest zasilane, zaprogramowane i wie dokładnie co ma robić. Stale mierzy pomiar poziomu glukozy we krwi chorego. Uzyskane dane wejściowe są stale przesyłane do urządzenia, które na bieżąco monitoruje wyniki. Ciąg wyników badań to informacje zwrotne z systemu pomiarowego. Jeśli pomiary mieszczą się w normie nie dzieje się nic. Jeśli stężenie glukozy we krwi chorego jest za wysokie, urządzenie oblicza dawkę leku powodującego zmniejszenie jej stężenia i wysyła tę informację do pompy infuzyjnej a ta następnie uruchamia strzykawkę. Chory otrzyma dokładnie obliczoną dawkę insuliny, która obniży stężenie glukozy. Natomiast jeżeli stężenie glukozy krwi chorego jest za niskie to urządzenie obliczy dawkę leku powodującego podniesienie stężenia glukozy i wyśle tę informację do pompy infuzyjnej a ta następnie uruchomi strzykawkę z glukagonem. Glukagon podniesie poziom glukozy. Tak działa system w pętli zamkniętej, w którym urządzenie pomiarowe utrzymuje informację zwrotną i na tej podstawie dokonuje regulacji dawek leków albo decyduje o tym, aby nie włączać pompy. Odwrotnością tego systemu zamkniętego jest system działający w pętli otwartej. Urządzenie w tym systemie może np. mierzyć co godzinę poziom glukozy (informacje wejściowa), przetworzyć dane i wyświetlić wynik (informacja wyjściowa). Urządzenie takie nie da informacji zwrotnych.

Badania nad mózgiem wskazują, że mechanizm tworzenie mowy ludzkiej pasuje do koncepcji systemu działającego w zamkniętej pętli. W przypadku mowy urządzeniem kontrolno-pomiarowym staje się nasz umysł a usta wytwarzają produkt wyjściowy jakim jest mowa. Mózg zapewnia dostęp do całego zasobu zapamiętanego słownictwa i kontrolę nad składnią i gramatyką. Umysł musi nieustannie monitorować informacje zwrotne. Żeby zmienić czas gramatyczny możemy zamienić “run” na “ran,” albo zmienić zaimek osobowy z “he” na “she”. Zmiany te osiągamy dzięki dokładnej kontroli mięśni używanych w produkcji mowy.

Człowiek jest wyposażony w proprioreceptory. Propriocepcja to zmysł orientacji ułożenia części własnego ciała. Proprioreceptory występują w mięśniach szkieletowych, ścięgnach i stawach. Mózg poprzez system nerwowy kontroluje język, usta, podniebienie i oddychanie. Usta, struny głosowe, przepona i płuca zawierają tysiące receptorów nerwowych. Mózg wykorzystuje je do sterowania ruchem i położeniem ust, strun głosowych, przepony i płuc. Musimy skoordynować ruch języka z oddechem i mięśniami szczęki.

Język jest mięśniem ćwiczonym od niemowlęctwa wraz z całym aparatem artykulacyjnym podczas ssania piersi matki. Dzięki proprioreceptorom wiemy, jak są ułożone np. kończyny bez patrzenia. Receptory informujące o pozycji języka w ustach mają wpływ na wymowę. Od tego co i jak mówimy zależy co słyszą uszy i jakie informacje zwrotne płyną z nerwów sterujących językiem i ustami. Możemy stale kalibrować (wzorcować) naszą mowę, wprowadzać zmiany, oceniać efekty – cały czas otrzymujemy informację zwrotną z wszystkich narządów zmysłów i proprioreceptorów. Do tego nasze czujniki, czyli narządy zmysłów i proprioreceptory, dają sprzężenie zwrotne w czasie rzeczywistym. To nam daje możliwość sterowania mową oraz kontrolę nad produkcją prawidłowych dźwięków. Możemy też wprowadzać poprawki. Kalibrujemy mowę – czyli, ją wzorcujemy – porównujemy do wzoru przechowywanego w pamięci. Błąd wywołuje reakcję elektryczną mózgu. Daje nam znać, że coś jest nie tak. Ale jeśli źle zastosujemy wyraz lub czas gramatyczny na początku zdania to wprowadzając ciągłe zmiany w pozostałej jego części można doprowadzić do sytuacji gdzie osoba słuchająca nas nawet nie zauważy błędu.

Badania mózgów studentów uczących się języka obcego z wykorzystaniem potencjałów wywołanych (ERP) pokazały, że zarówno np. dziwne pod względem znaczenia zdanie ‘The cat will bake the food.’ czy błędne ‘The cat will eating the food‘ wywołują zmianę potencjałów elektrycznych w mózgu w częściach skroniowych przednich i tylnych. Potencjały wywołane takim bodźcem także mają różne okresy trwania. Mózg szybciej przetwarza zdania złożone w stronie czynnej niż biernej. Wyniki badań sugerują, że uczący się języka obcego mózg jest poddany działaniu dwóch niezależnie toczących się od siebie procesów. Mózg dokonuje segregacji treści nauczanych na te związane z formą zdania oraz te związane z jego znaczeniem. Mózg dokonuje swoistej ‘gramatyzacji‘ treści, czyli uczy się odróżniać słowa niosące konkretne znaczenie od słów pełniących funkcje gramatyczne (np. operatory czasów). Naruszenie wyuczonych zasad (wzorca) wywołuje reakcję elektryczną. Badania dowiodły, że uczący się obcego języka mózg dorosłego człowieka jest obszarem o wysokiej aktywności i dynamice, nawet na najwcześniejszych etapach nauki. Na proces nabywania języka obcego ma też wpływ jakość sieci neuronalnych powstałych przy nauce języka ojczystego.