通过对中国人如何感知汉语声调的深入研究，证明了在声音进入耳朵后约200毫秒的早期认知阶段，汉语声调主要靠大脑的右半球来分析处理，就像处理音乐一样。研究同时提示，说汉语的中国人比说英语的西方人更频繁地使用右脑，更应重视开发右脑的潜能。这一研究结果发表在12月19日出版的《美国科学院院刊》上。
科技日报报道，科学界早就知道，人类大脑的左右两半球在处理外界声音信号时是有分工的。通常左脑在理解语义时占优势，而右脑在理解音乐时占优势。但究竟是什么因素决定了左右脑的分工，却是一个令学术界长期困惑的难题，并形成了两个完全不同的假说。声学假说认为，决定大脑半球优势的因素是听觉信号所具有的声学属性，与信号的功能无关；功能假说则认为，决定大脑半球优势的因素是听觉信号的功能，与信号所具有的声学属性无关。
为解决两个假说之争，陈林教授等巧妙地利用汉语声调既类似音乐又同时携带语义的特点来研究大脑的早期听觉认知过程。他们发现，声学假说在早期的注意前认知阶段是成立的，而功能假说则在后期的注意认知阶段是成立的。根据实验结果，他们提出了一个两级听觉认知模型，将声学假说和功能假说统一起来。根据这个模型，在注意前阶段，右脑依据听觉输入的声学特性而成为处理汉语声调的优势半球；只有到了注意阶段，左脑才依据听觉输入的语义功能而成为处理汉语声调的优势半球。
这项研究成果揭示了左右脑在语言感知中如何分工的机制。《美国科学院院刊》审稿人指出，“这项工作为解决语言认知处理领域中长期存在的一个争论做出了贡献”；“它填补了关于大脑在早期认知阶段如何处理语言研究中的一个空白，具有重要的理论意义。”
