Với Chomsky, nghiên cứu khoa học vào trong ngôn ngữ và ý thức/ hoạt động trí não con người là có thể khi người ta giả định rằng những thứ đang được nghiên cứu là “cơ chế bên trong”. Cơ chế bên trong này gia nhập vào các nghiên cứu về tư tưởng, biểu hiện câu và hành động nói chung. Nghiên cứu của ông đảm nhận nghiên cứu một đối tượng thực sự trong thế giới tự nhiên – bộ não cùng với các trạng thái và chức năng của nó. Theo Chomsky, ý thức/ hoạt động trí não có một vai trò quan trọng đối với hành vi ngôn ngữ. Các quá trình xảy ra bên trong não bộ có liên quan đến ngôn ngữ.
Chomsky đã phê phán chủ nghĩa cấu trúc, đặc biệt là thuyết hành vi luận cho rằng hoạt động ngôn ngữ chỉ đơn thuần là sự phản ứng lại những kích thích từ bên ngoài, hay trẻ em hấp thụ ngôn ngữ là do nhu cầu hành vi không phụ thuộc vào bản năng. Trên thực tế, trẻ em học ngôn ngữ là một quá trình học nhập tâm và bắt chước từ những cái có sẵn.
Vấn đề này đi vào chiều sâu của cấu trúc ngôn ngữ trên cơ sở những dữ liệu ngôn ngữ quan sát trực tiếp được và hình thức hóa chúng đến độ lý tưởng gần với công thức toán học. Cấu trúc bên trong trí não được thể hiện qua cấu trúc cú pháp ngôn ngữ. Chính tư tưởng của Chomsky làm một “cú hích” cho xuất hiện của khoa học tri nhận, liên quan đến nhận thức ngôn ngữ. Quá trình ngôn ngữ gắn liền với
quá trình tinh thần, cấu trúc não bộ và thế giới.
Chomsky cho rằng, bộ não con người được xem xét tương tự như một kết cấu của máy tính, như một hệ thống cấu trúc. Trí não có tính mô đun, tự nó không phải là một tổng thể liền mạch mà là sự lựa chọn của ít hoặc nhiều các thành tố chuyên biệt có liên hệ chặt chẽ với nhau trong đó. Một hệ thống có tính mô đun là một hệ thống bao gồm một số thành tố độc lập, chúng tương tác với nhau theo cách tổng thể hệ thống thực hiện một số nhiệm vụ hoặc các nhiệm vụ. Trí não bao gồm một thành tố con riêng biệt xử lý các nhiệm vụ khác nhau như nói và nhìn. Do đó, năng lực ngôn ngữ có tính mô đun, nó bao gồm các đơn vị chịu trách nhiệm về những diện nhất định trong đó. Trong Lý thuyết Chi phối và Ràng buộc, Chomsky đã đặt ra một số mô đun, mỗi mô đun có yêu cầu riêng và tất cả phải được thỏa mãn làm cho một câu là chuẩn tắc.
Ngôn ngữ là những gì hình thành nên con người chúng ta, nhưng con người khá phức tạp và trí não con người nổi tiếng là thực thể phức tạp nhất được biết đến. May mắn độ phức tạp này lại được chia nhỏ thành nhiều phần dễ quản lí hơn, trong đó mỗi phần tạo thành một miền và đảm nhận nhiệm vụ và chức năng khác nhau. Theo Chomsky, mô đun của trí não phân chia thành các mô đun liên quan đến âm thanh, cú pháp và ý nghĩa. Liên quan đến tính mô đun, người ta chỉ ra rằng các tổn thương nhất định của não có thể gây ra sự rối loạn ngôn ngữ.
Chomsky thừa nhận rằng con người có một cơ quan chuyên biệt dành cho việc sử dụng và giải thích ngôn ngữ, đó là khả năng ngôn ngữ, phổ biến cho loài người nằm trong trí não. Khả năng ngôn ngữ có ít nhất hai thành phần: một hệ thống tri nhận tích trữ thông tin theo một cách nào đó, và những hệ thống thể hiện sử dụng những thông tin này để phát âm, tri giác, nói về thế giới... Khả năng ngôn ngữ có một hệ thống thu nhận đầu vào và một hệ thống sản sinh đầu ra. Ngôn ngữ nội hiện là sự thể hiện của khả năng ngôn ngữ con người. Ngôn ngữ nội hiện là một quy trình tính toán và một khối từ vựng. Khối từ vựng gồm tập hợp các tiểu mục, mỗi tiểu mục là một phức thể các thuộc tính. Quy trình tính toán lựa chọn tiểu mục từ khối từ vựng và hình thành nên một cách diễn đạt phức tạp. Hệ thống tính toán là bất biến.
Noam Chomsky đã tuyên bố thách thức: phần quan trọng của ngữ pháp của ngôn ngữ con người là bẩm sinh và rõ ràng đối với duy nhất con người. Chìa khóa trong các bộ phận này là các phương pháp cụ thể mà con người sắp xếp các từ trong một câu (cú pháp), những cách mà con người thay đổi ý nghĩa của từ bằng cách thêm và lấy đi các bộ phận có ý nghĩa nhỏ hướng tới gốc từ (hình thái học), và những cách mà một nhóm âm thanh vô nghĩa được sắp xếp để sản xuất ra tất cả các từ trong một ngôn ngữ (ngữ âm). Đứa trẻ, Chomsky cho rằng, sinh ra không phải là một “tấm bảng trắng”, chỉ có khả năng học hỏi từ các câu hướng dẫn trực tiếp mà mẹ nó củng cố trong môi trường của trẻ em, là một trong những nguyên lý phổ biến của một nhà tâm lý học nổi tiếng của lúc đó, BF. Skinner, cũng không phải chúng được sinh ra cùng với kiến thức bẩm sinh về một ngôn ngữ cụ thể. Những thứ bẩm sinh ở đứa trẻ là kiến thức ngầm về tập hữu hạn các ngữ pháp có thể mà các ngôn ngữ thế giới giả định (các tập hợp hữu hạn của các đơn vị và mối quan hệ giữa chúng tạo nên một chuỗi câu, và các cách hữu hạn mà chúng di chuyển để tạo thành sự sắp xếp khác nhau trong câu). Được trang bị một cách bẩm sinh cùng với kiến thức ngầm ẩn này về tập hợp hữu hạn của các đơn vị ngôn ngữ có thể và các quy tắc để kết hợp chúng, đứa trẻ lắng nghe các khuôn mẫu hiện diện trong mẫu ngôn ngữ cụ thể mà nó đã được tiếp xúc, và “chọn” từ tập hợp các ngữ pháp bẩm sinh có thể của nó, ngữ pháp chúng đang nghe. Theo chúng tôi, đề xuất lí thuyết của Chomsky là khác thường, tuy nhận được nhiều sự phản đối nhưng thu hút được sự quan tâm của công chúng quốc tế. Con người có cơ chế tiếp nhận ngôn ngữ cho nên khác với động vật. Cho dù chúng được dạy dỗ như thế nào và trong thời gian dài đi nữa, chúng cũng không thể nói được ngôn ngữ của loài người. Hành vi ngôn ngữ của con người khác với hành vi của động vật. Não người có khả năng suy đoán, phân tích, khái quát... còn động vật thì không. Được hướng dẫn và truyền cảm hứng bởi các công thức lý thuyết của Noam Chomsky về cú pháp con người và hình thái học, người ta phát hiện ra rằng tinh tinh và cú pháp của con người cơ bản là khác nhau. Trong khi khỉ có thể xâu chuỗi một hoặc hai “từ” với nhau theo những cách mà dường như được khuôn mẫu. Chúng không thể xây dựng chuỗi khuôn mẫu của ba, bốn, và thêm nữa. Hơn nữa, tinh tinh không bao giờ sản sinh hình thái từ. Dường như
chúng không có bất kỳ sự am hiểu về một gốc từ cơ bản, cũng không bổ sung ý nghĩa của nó bằng cách thêm vào các bộ phận từ có ý nghĩa nhỏ (như “hình vị”) mà chúng ta thừa nhận hoặc “phụ tố” theo cách được mô hình hóa cao với từ gốc. Nếu chúng tự nhiên có được từ “fruit”, chúng sẽ không dễ dàng có được các từ: fruity, fruitful, unfruitful, fruitfulness. Chúng không có khả năng phân biệt từ gốc và phụ tố. Chúng
không bao giờ - không giống như trẻ con, những người phát triển rất nhanh chóng có khả năng hiểu và sử dụng thuật ngữ phụ tố. Động vật thiếu ký hiệu âm vị học đồng thời không giống như con người, chúng dường như có ít khả năng tiếp thu và dễ dàng áp dụng các từ có ý nghĩa trừu tượng.
Vậy bộ não sinh ra ngôn ngữ như thế nào? Câu trả lời này tập trung vào thiết bị thụ đắc ngôn ngữ (Language Acquisition Device – viết tắt là LAD), bộ phận phát triển ngôn ngữ trong trí não con người. LAD giả định kiến thức bẩm sinh về một tập hợp các yếu tố phổ quát và đặc biệt là ngôn ngữ và các mối quan hệ. Trang bị kiến thức như vậy, đứa trẻ có thể thu hẹp phạm vi của ngữ pháp có thể phù hợp với một bộ phận (và thường bị lỗi) của câu (dữ liệu ngôn ngữ chính) và sửa chữa một lý thuyết ngữ pháp cho ngôn ngữ bản địa cụ thể mà nó tiếp xúc. Câu hỏi cụ thể của trên tập trung vào cơ chế: nếu một LAD như vậy tồn tại, thì cách mà bộ não con người có thể thể hiện nó một cách chính xác như thế nào? Kiến thức ngôn ngữ về tập hợp các yếu tố cơ bản và các quan hệ được mã hóa trong mô thần kinh ra sao? Trả lời các câu hỏi này sẽ cung cấp một chìa khóa hướng tới sự phân biệt về mặt sinh học trong ngôn ngữ con người (bao gồm cả trí não con người và bộ não).
Ngôn ngữ loài người khác với ngôn ngữ loài vật. Theo chúng tôi, ngôn ngữ loài người mang tính sản sinh, nghĩa là người nói có thể tạo ra vô số các phát ngôn bao gồm cả những câu mới diễn đạt những gì đã biết, và dùng những câu đã biết để nói về sự vật, hiện tượng mà họ chưa bao giờ biết đến. Ngôn ngữ cho phép con người diễn đạt tư tưởng, sự vật và hiện tượng thông qua các biểu tượng, các ký hiệu. Đồng thời ngôn ngữ loài người cũng mang tính thay thế thế hiện ở chỗ con người trao đổi thông tin mà không phụ thuộc vào bối cảnh. Chomsky đã cho thấy phần nào những thuộc tính trên của ngôn ngữ.
Không ngạc nhiên khi hầu hết các nhà ngôn ngữ học, suy ngẫm về cơ sở sinh học của ngôn ngữ đều cho rằng ngôn ngữ liên quan mật thiết với hành vi lời nói. Đối với hầu hết chúng ta, lời nói là phương thức chính để biểu đạt ngôn ngữ. Tuy nhiên, với Chomsky, điều này không hẳn đúng. Ngôn ngữ tự nhiên phải được xác định một cách trừu tượng hơn, và khoa học về ngôn ngữ phải có khả năng đối phó với các bằng chứng bằng các phương thức khác. Đó là các biểu hiện thần kinh của con người, hay hoạt động có ý thức của trí não. Đây là cơ sở Chomsky thiết lập mối quan hệ giữa trí não với ngôn ngữ tự nhiên. Ở đây, thật đúng lúc nếu như ta nhắc lại quan điểm của F.de Sausre về mối quan hệ giữa ngôn ngữ và tư duy. F. De Sausre cho rằng: “Ngôn ngữ xét như là tư duy được tổ chức trong chất liệu âm thanh. Để thấy rõ ràng rằng ngôn ngữ chỉ có thể là một hệ thống những giá trị thuần túy, thì chỉ cần xem xét hai yếu tố được vận hành trong cách hoạt động của ngôn ngữ: các ý niệm và các âm. Về phương diện tâm lý, nếu trừu xuất sự thể hiện ra bằng từ ngữ, tư duy của chúng ta chỉ là một khối vô hình thù và không tách bạch. Các nhà triết học và các nhà ngôn ngữ xưa nay vẫn đồng ý với nhau mà thừa nhận rằng nếu không có sự hỗ trợ của các dấu hiệu, thì chúng ta không thể nào phân biệt được hai ý một cách rõ ràng và nhất quán” [4, tr. 65]. Như vậy, chúng ta có thể thấy vai trò đặc biệt của ngôn ngữ với tư duy không phải là tạo nên một phương tiện ngữ âm vật chất để biểu hiện những ý niệm mà là trung gian giữa tư duy và ngữ âm trong những điều kiện như thế nào mà trong ngôn ngữ không thể tách bạch mặt âm thanh ra khỏi tư tưởng và tư tưởng ra khỏi âm thanh.