根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究，研究人员利用 fMRI 扫描了六名中英双语者阅读中英故事时的大脑活动，发现双语共享了大脑意义系统，但存在细微差异。大脑在阅读中英故事时包括颞叶、顶叶和前额叶皮层在内的区域都处于活跃状态。81% 对意义做出反应的大脑区域在两种语言之间表现出相同的语义调谐(semantic tuning)。在中文中对家庭相关词汇敏感的一个脑区，在英文中也会对家庭相关词汇敏感。尽管共享大脑意义系统，但研究人员还是发现了细微差异。对英文中强调动作和人际关系单词如“leave”、“boyfriend” 和“family”敏感的大脑区域，但中文中却是对数字和集合如 3、2 或“少数”敏感。参与者都是大学生，其母语是中文，英文是第二语言，他们在阅读中文时大脑对语义信息的反应都显著更强，显示了母语中更深层次的语义加工。
