Kritik dönem hipotezi dil edinimi açısından Lenneberg'in 1967'deki biyolojik formülasyonuyla bilim gündemine girmiştir. Belirli bir yaştan (ergenlik öncesi) sonra ikinci bir dilin anadil yeterliliğinde edinilemeyeceği savı, onlarca yıl boyunca hem araştırma tasarımlarını hem de dil eğitimi politikalarını yönlendirmiştir. Kritik dönem hipotezi dil araştırmaları tarihsel olarak feral çocuk vakaları (Genie), doğuştan sağırlardan işaret dili edinim çalışmaları ve lateralizasyon araştırmalarıyla desteklenmiştir. Lenneberg, beyin lateralizasyonunun tamamlanmasının, yaklaşık ergenlik döneminde, dil edinimi için kritik pencerenin kapanmasıyla örtüştüğünü ileri sürmüştür. Nöroplastisite bulguları bu hipotezi hem doğrulamış hem de önemli ölçüde nüanslaştırmıştır. Plastisitenin mutlak bir yetişkinlik sınırında kapanmadığı; yetişkin beyninin hem yapısal hem de işlevsel düzeyde yeniden örgütlenme kapasitesini sürdürdüğü gösterilmiştir. Yetişkin dil öğrenicileri anadil konuşucularına benzer nöroanatomik aktivasyon örüntüleri geliştirebilmekte; ancak bu örüntüye ulaşma sürecinde daha geniş ağları devreye sokmaktadırlar. Boylamsal nörobilim verileri, erken dil maruziyetinin hemisferik uzmanlaşma ve korteksteki dil ağlarının organizasyonu üzerinde kalıcı izler bıraktığını ortaya koymaktadır. Elde edilen bulgu, kritik dönemin tekil ve keskin bir kapanma noktası olmaktan çok, belirli fonolojik ve morfolojik bileşenler için farklı duyarlı dönem pencereleri (sensitive periods) içerdiğini düşündürmektedir. Pratik çıkarımlar açısından bu yeniden değerlendirme, yetişkin öğrenicilerin biyolojik kısıtları gerçek olmakla birlikte mutlak değildir; motivasyon, maruz kalma yoğunluğu ve öğretim kalitesi bu kısıtlarla etkileşim içindedir. Yetişkin öğrenicilerin olgun bilişsel stratejileri kullanma kapasitesi, bazı dil edinim boyutlarında aslında erken çocukluk dönemine kıyasla avantaj sağlayabilmektedir.