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早在1959年，“生物语言学”就已出现在Meader和Muyskens（1959）合著的 Handbook of Biolinguistics （《生物语言学手册》）一书中。作者提出利用生物学方法研究言语的所有现象，即从机体组织和外部环境的功能整合的角度解释所有语言，其中讨论了言语产生参与组织的发育、言语器官的胚胎发育、言语过程的器官功能整合、神经肌肉系统整合、语言的决定因素等问题，但当时所受关注度不大，只有寥寥数篇文献引用它。自20世纪50年代的“认知革命”以来，“生物语言学”比其他任何术语都更明确地定义了现代语言学。当时，在Noam Chomsky、Eric Lenneberg和Morris Halle的推动下，语言学领域将其研究重点从描述外在语言行为转移到一条认知的（实际上是生物学的）道路上来。Chomsky在1959年对Skinner《口语行为》摧毁性的综述成为里程碑，结合他在《句法结构》一书中对英语口语形态的分析，巧妙地奠定了生成语法的基础，这在《句法理论的若干问题》一书中有更加清晰的说明。事实上Chomsky从20世纪50年代以来一直采用生物语言学的研究方法研究内在语言，他提出了语言获得装置（Language Acquisition Device，LAD）、生成语法（Generative Grammar）、标杠理论（X－bar Theory）、管辖约束理论（Government and Binding Theory）、原则和参数（Principles and Parameters）、最简方案（Minimalist Program）等学说，以说明语言是以规则为基础的复杂交际系统。普遍语法（Universal Grammar）是一切人类语言所必须具有的原则、条件和规则系统，代表了人类语言最基本的东西，是由人脑与生俱来的初始结构决定的，对普遍语法的研究最终要对人脑物质进行科学探索（刘润清，2002）。
20世纪60年代Lenneberg（1967）的著作Biological Foundations of Language（《语言的生物学基础》）是这一领域的基础性文献，他从脑神经科学的角度研究语言产生的物质基础，把儿童的语言发育看成是受发音器官和大脑等神经机能制约的自然成熟过程，且提出了“关键期”假说。他在该书中强调“语言作为一种自然现象，是人类生物属性的一方面，应该作为生物现象来研究，如研究它的解剖学特征”。《语言的生物学基础》作为一本基础性、开创性的著作，它预见了当代许多有关语言生物学研究的课题。从该书目录得知该书讨论或预见了诸如语言的遗传学、语言的生物学（或生理学）关联、个体语言成长（例如语言获得的过程）、脑进程（如偏侧优势）与语言成长的相互影响、言语和语言的神经学、支持语言的神经机制、物种语言演化等话题。每一话题都催生了目前交叉学科背景下被深度研究的许多领域。它还包含了一个由Noam Chomsky写的有关语法形式的附录，以及另一个由OttoMarx写的有关该研究项目历程的附录。
1974年第一届生物语言学大会由Massimo Piattelli－Palmarini组织召开，与会者有语言学家、发育生物学家、神经生物学家和其他对语言的习得、起源、进化感兴趣的个人和团体。在会上Jenkins极力倡导发行生物语言学研究的期刊。MIT的科学团体也已成立了生物语言学的研究组织（Boeckx，2011）。生物语言学也成为1976年美国科学促进会的年会上，诺贝尔奖得主Salvador Luria讲话中极其重要的内容。SalvadorLuria在结束演说时总结道：“今天我想单独说明的一个语言学研究的前沿领域是人类语言的生物学研究，也可称之为生物语言学。这一学科领域目前看来高不可攀，正如50年前的喜马拉雅山看起来高不可攀一样。然而必须引起高度重视。单独列出这一领域有两层原因：首先，人类语言是一种特殊的机能，通过它，所有有意识的人类行为被过滤出来。此机能的发育可能在从猿类到人类的突变性进化中起着推进作用。其次，在人类大脑独特的人类机能中，只有语言才能给科学家提供一个系统的理论，即Chomsky和他的同事们所发展的结构语言学，它有可能经得起生物学数据的检验。即正式的语言结构，加上对语言和大脑结构的一些事实，以及生理学家所提供的关于大脑组织的先进知识，有希望让语言学和神经生物学汇聚，从而给用生物学的方法探索人类心智提供契机。”此后该术语又销声匿迹。
Pinker和Jenkins是继Chomsky之后两位坚定的语言天赋论支持者。Pinker（1994）认为语言是一种本能（instinct）而不是发明（invention）。他致力于通过心理语言学和神经语言学的研究来论证语法基因的存在，阐述语言和大脑神经网络的关系。他多次引用Chomsky的“普遍语法”的概念，但不赞成Chomsky怀疑达尔文进化学说对语言本能的解释。Jenkins（2000）对语言学与生物学的统一以及Chomsky提出的有关生物语言学的五个基本问题（即语言知识的构成、获得、使用、相关的大脑机制以及发展进化）进行了有益的探索。
进入21世纪，分子神经生物学和分子遗传学被广泛地用来研究语言功能与疾病。王士元（2011）总结了语言研究和基因研究的三点联系：①遗传学与语言学都在研究自然信息系统，这两个系统都具有层级性与适应性。达尔文早就讨论过它们在演化上的相似性，当今的科学家还在继续为此着迷；②关于从基因到大脑再到语言的演化过程。遗传学与语言学都想了解从基因到神经回路再到语言的发展过程。 FOXP2 的研究是个好的开始，让我们得知哪些基因是语言的基础；③基因和语言都能为我们提供一个研究、了解人类历史的窗口。在《生物语言学方案的发展现状》（2011）中Berwick和Chomsky着重讨论了生物语言学的两个基本问题：首先，为何语言为人类世系所独有，即进化生物学家所说的独有衍征（Autapomor-phy）？其次，为何会有如此多种语言？他们对语言和思想的统一和多样性进行了猜测：“我们的祖先以一种完全未知的方式发展了人类概念。约七万五千年前，在东非一小群原始人类中的个体经历了微小的突变，从而提供了‘合并’的操作，这一操作把人类概念作为计算原子，产生了有组织的表达，提供了丰富的思想语言。这些过程可能在运算上是完美的，或接近完美。这一创新有明显的优势，蔓延到整个小群体。在稍后阶段，思想的内在语言与感觉运动系统相接，这一复杂的任务可以通过很多种不同的方式以及在不同的时间解决。可能这一任务不牵涉到任何进化。在这些事件的进程中，人类机能成形，获得了我们‘道德和智力本性’的良好部分。结局似乎高度多样，但他们有一个必需的统一体，反映了人类在本质上是统一的，正如我们之前假设的一些科学家可能会认为只有一种语言，但有微小的方言变化，主要可能是因为整个在外化的模式中。”