Current theories of bilingualism disagree on the extent to which separate brain regions are used to maintain or process one's first and second language. The present study took a novel multivariate approach to address this question. We examined whether bilinguals maintain distinct neural representations of two languages; specifically, we tested whether brain areas that are involved in processing word meaning in either language are reliably representing each language differently, and whether language representation is influenced by individual differences in proficiency level and age of acquisition of L2. Thirty-one English-Mandarin bilingual adults performed a picture-word matching task in both languages. We then used representational similarity analysis to examine which brain regions reliably showed different patterns of activity for each language. As a group, there were no regions that reliably represented languages distinctly. However, both proficiency and age of acquisition predicted dissimilarity between language representations in several brain areas within the language network as well as several regions of the ventral visual pathway, demonstrating that top-down language knowledge and individual language experience shapes concept representation in the processing stream. The results support the model of an integrated language system in bilinguals, along with a novel description of how representations for each language change with proficiency level and L2 age of acquisition.

中文翻译：

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双语大脑中第一语言和第二语言在表示相似性上的个体差异

当前的双语理论在使用分开的大脑区域来维持或处理自己的第一语言和第二语言的程度上存在分歧。本研究采用了一种新颖的多元方法来解决这个问题。我们检查了双语者是否维持两种语言的独特神经表示形式。具体而言，我们测试了处理两种语言中的单词含义所涉及的大脑区域是否可靠地以不同方式代表每种语言，并且语言表达是否受熟练程度和获得L2年龄的个体差异的影响。31名英语-普通话双语成年人用两种语言完成了图片单词匹配任务。然后，我们使用代表性相似性分析来检查哪些大脑区域可靠地显示了每种语言的不同活动模式。作为一个整体，没有区域可以可靠地清楚地代表语言。但是，熟练程度和习得年龄都可以预测语言网络内多个大脑区域以及腹侧视觉通路的多个区域中语言表达之间的差异，这表明自上而下的语言知识和个体语言体验会影响处理流中的概念表达。结果支持双语综合语言系统的模型，以及对每种语言的表示形式如何随着熟练程度和习得年龄的变化而变化的新颖描述。没有区域可以可靠地清楚地代表语言。但是，熟练程度和习得年龄都可以预测语言网络内多个大脑区域以及腹侧视觉通路的多个区域中语言表达之间的差异，这表明自上而下的语言知识和个体语言体验会影响处理流中的概念表达。结果支持双语双语综合语言系统的模型，以及对每种语言的表示形式如何随着熟练程度和习得年龄的变化而变化的新颖描述。没有区域可以可靠地清楚地代表语言。但是，熟练程度和习得年龄都可以预测语言网络内多个大脑区域以及腹侧视觉通路的多个区域中语言表达之间的差异，这表明自上而下的语言知识和个体语言体验会影响处理流中的概念表达。结果支持双语综合语言系统的模型，以及对每种语言的表示形式如何随着熟练程度和习得年龄的变化而变化的新颖描述。证明自上而下的语言知识和个别语言的体验会影响处理流中的概念表示。结果支持双语双语综合语言系统的模型，以及对每种语言的表示形式如何随着熟练程度和习得年龄的变化而变化的新颖描述。证明自上而下的语言知识和个别语言的体验会影响处理流中的概念表示。结果支持双语双语综合语言系统的模型，以及对每种语言的表示形式如何随着熟练程度和习得年龄的变化而变化的新颖描述。