Dil edinimi süreci, beynin gelişimsel aşamalardan geçtiği bir dönemde gerçekleşmektedir. Bu dönemde beyin, sadece dilbilgisel bilgiyi saklamakla kalmaz, farklı dilbilgisi yapılarına da adapte olur (Sakai ve diğ., 2005).
Dil ediniminin nörofizyolojik işlemlemesini inceleyen çalışmalar çocukların dil ediniminde süreklilik içeren bir gelişim gösterdiğini ortaya çıkarmıştır (Friederici, 2005). Bu gelişim sürecinde çevreden gelen uyaranlar ve çocukların edindiği deneyimler önemli yer tutmaktadır (Wasserman, 2007).
Dil edinim sürecindeki çocukların ve yetişkinlerin dilin beyindeki yerleşimini karşılaştırmak üzere yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar, her iki grupta da benzerlikler göze çarptığını bildirmektedirler (Dehaene-Lambert ve diğ., 2006). “Devamlılık Hipotezini” destekleyen bu araştırmacılara göre, çocuklar ve yetişkinler dili benzer şekilde işlemlemekte, ancak iki grup arasında nicel bir farklılık görülmektedir. Çocukların kullandıkları sözdizim kurallarının yetişkinlere benzemesi bu hipotezi destekleyen bir örnektir. Bu görüşün karşısında duran araştırmacılar ise çocuklar ve yetişkinlerin dili sesbilgisel, sözdizimsel ve anlamsal olarak işlemlemeleri arasında nitelik açısından farklılıklar olduğunu savunmaktadırlar (Friederici, 2005). Yapılan beyin görüntüleme sonuçlarına göre, çocuklarda dil alanlarındaki aktivasyonun yetişkinlere oranla kortekste daha yaygın olarak dağılım göstermesi bunu destekler niteliktedir (Dapretto ve diğ., 2000; Papanicolaou ve diğ., 1990; Mills ve diğ., 1993. aktaran: De Bode ve Curtiss, 2001).
Çocuklarda dil becerilerinin beyinde nasıl yapılandığı, bu dönemde beyin hasarı geçiren (çocukluk dönemi afazisi) ya da beynin sol yarımküresinin tamamı ya da bir kısmı çıkarılan (hemisferektomi) çocuklar üzerinde yapılan araştırmalar tarafından açıklığa kavuşmuştur. Dil öncesi dönemde sol yarımkürede beyin hasarı geçiren çocuklar önemli bir dil yetersizliği yaşamamakta, % 75-100 oranında iyileşme göstermektedirler. Bu durum çocuklarda her iki yarımkürenin de dil edinme potansiyeline sahip olduğu ve birinin hasar görmesi durumunda diğerinin
sorumluluğu alabileceği şeklinde yorumlanmıştır. (Lenneberg, 1964, 1984. aktaran: Hagen, 2008). Çocukluk döneminde görülen patolojik vakalara dayanan araştırmacılar, dil edinimi sürecinin farklı aşamalarında, farklı beyin alanlarının dil faaliyetlerinden sorumlu olduğu görüşünde hemfikirdirler (Bates ve diğ., 1997; Nass, 1997. aktaran: Neville ve Bavelier, 1998).
Normal gelişim gösteren çocuklar üzerinde yapılan ERP araştırmaları, sağ yarımkürenin dil ediniminde önemli bir işlevi olduğunu göstermiştir (Mills ve diğ., 1997. aktaran: Neville ve Bavelier, 1998). Kelime bilgisinin gelişiminde sağ yarımkürenin önemini vurgulayan Bishop (2000), patolojik ve elektrofizyolojik çalışmalardan edinilen sonuçlara dayanarak, dil gelişiminin başlangıç aşamalarında sağ yarımkürenin önemli bir rol oynadığına işaret etmektedir.
Çocuklarda işitsel uyaranların işlemlenmesi sırasında alınan beyin görüntüleri, perisilvian alanda görülen aktivasyonun yetişkinlere oranla daha geniş alana yayıldığını ve sağ yarımkürede daha fazla aktivasyon olduğunu göstermiştir. İki grup arasındaki bu hemodinamik farklılıklar, çocukların gelişim döneminde yetişkinlerden daha fazla bilişsel kaynaklara ihtiyaç duymakta olduğunun işareti olarak görülmektedir. Ayrıca bu dönemde çocukların dili bürün özellikleri yoluyla çözümleme çabası içinde oldukları, bunun da çocuklarda görülen sağ yarımküredeki aktivasyonun yetişkinlere oranla daha fazla olmasının sebebi olduğu düşünülmektedir (Brauer ve diğ., 2008).
Çocukların çok erken dönemde dil seslerine karşı son derece hassas oldukları bilinmektedir. Cümlelerdeki tonlamaya karşı olan hassasiyet doğumdan hemen sonra görülmektedir (Mehler ve diğ., 1988. aktaran: Friederici, 2005). Bebeklerde sesler arasındaki küçük farklılıkları ayırtedebilme becerisi dil edinimi için önemli bir özelliktir (Kuhl, 2004). Ancak, bebeklerin 6-12 ay arasında anadiline ait olmayan dil seslerine olan hassasiyeti bir gerileme dönemine girmekte, anadillerine ait sesleri algılamalarındaki hassasiyet ise artmaktadır. Bu dönemle görülen algısal değişiklikler, seslerin algılanmasını sağlayan mekanizmalardaki nitel değişikliklerin bir sonucudur. Bu değişiklikler dil gelişiminin daha sonraki aşamalarında çocukların
sözcükleri öğrenmelerini sağlamaktadır. Bu sebeple 6-12 ay arası dil gelişimi için aktif bir dönem olarak görülmektedir (Sebastian-Galles, 2006).
Çocuklar üzerinde yapılan davranış testleri çocukların doğumdan sonraki bir yıl içinde sesbilgisi, bürün ve kelime segmentasyonu kurallarını öğrendiklerini göstermektedir (Dehaene-Lambertz ve diğ., 2006; Friederici, 2005). Bu dönem içerisinde sağ ve sol yarımkürede bulunan dil alanlarında (alt frontal, üst temporal ve plurimodal temporo-paryetal alanlar) serebral kan akışında bir farklılık bulunmamaktadır (Chiron ve diğ., 1997. aktaran: Dehaene-Lambertz ve diğ., 2006). Ancak, fMRI ve ERP çalışmalarına göre işitsel uyaranların sol tarafta daha fazla aktivasyona sebep olduğunu aktaran Dehaene-Lambertz ve diğ. (2006), bunu sol yarımkürenin dil seslerine karşı doğuştan hassas olduklarını şeklinde yorumlamışlardır.
Bebeklerin dil gelişim sürecinde dil faaliyetlerinin beyinde çift taraflı (bilateral) olarak gerçekleştiği bir takım çalışmalar tarafından ortaya atılmış olmakla beraber, bu durum dil yeterliliğinin artmasına bağlı olarak sol yarımkürede yanallaştığı bildirilmiştir (Friederici, 2005).
Beyin görüntüleme çalışmaları, sözel uyaranların çocukların beyninde yapısal ve işlevsel olarak yetişkinlere benzer şekilde yapılandığına ışık tutmaktadır. Bu çalışmalarda ortaya çıkan sonuçlar, çocukların son derece gelişmiş bir dil kapasitesi olduğunu ve bunun dışardan gelen uyaranlarla hızlı bir şekilde değişikliğe uğradığını göstermektedir (Mehler ve diğ., 1988; Nazzi ve diğ., 1998. aktaran: Dehaene- Lambertz ve diğ., 2006).
Dil edinim sürecinde sözcüksel-anlamsal dil faaliyetleri sırasında alınan ERP sonuçları, çocuklarda yetişkinlere oranla frontal girusun alt bölümünde daha fazla aktivasyon göstermektedir. Bu durum yetişkinlerde dikkat mekanizmalarıyla eşdeğer olan bu alanının çocuklar tarafından daha fazla kullanıldığı anlamına gelmektedir. 30-36 ay arasında cümle düzeyinde gerçekleştirilen anlamsal işlemler yetişkinlere benzer bir hal almaktadır (Friederici, 2005).