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Embora um considerável número de estudos comportamentais tem se dedicado a examinar os efeitos de diferenças individuais como proficiência na segunda língua (L2) e capacidade de memória de trabalho (CMT) na compreensão leitora de bilíngues, poucos estudos de neuroimagem comparam os efeitos dessas diferenças individuais nos processos de compreensão leitora no cérebro de bilíngues. Este artigo apresenta um recorte de uma tese cujo estudo, de natureza transversal, quantitativa e exploratória, objetivou investigar cérebros de monolíngues e bilíngues e sua resposta neuroanatômica ao processamento de frases escritas. Para os fins deste artigo, delimitou-se desenvolver o objetivo de explorar em que medida diferenças individuais como proficiência na segunda língua e CMT modulam a ativação cerebral em bilíngues tardios. Doze bilíngues tardios do par linguístico português brasileiro-inglês leram 60 frases nas duas línguas enquanto imagens funcionais do cérebro eram adquiridas em dois dias distintos. Os resultados corroboraram a hipótese de que bilíngues mais proficientes engajariam a rota usual de compreensão (maior ativação na região temporal superior esquerda) enquanto os bilíngues menos proficientes recorreriam a áreas no hemisfério direito. Em relação à CMT, bilíngues com menor CMT, além de recrutar mais áreas do hemisfério direito, estariam recorrendo a processos menos proficientes para compreender as frases que bilíngues com maior CMT. O estudo acrescenta evidência à ideia de que o processamento de frases, as conexões entre as palavras na L2 e as representações semânticas da L1 se fortalecem conforme a proficiência na L2 aumenta.