新生儿对序列化数量信息的非对称性加工：数量表征的早期发展机制

本研究通过三项实验首次揭示新生儿对序列化数量信息（numerosity/size）的加工存在非对称性特征：仅在数量（number）与非数量线索（cumulative surface area/density）协同变化时，新生儿能成功辨别递增顺序（η2p=0.135），且该优势与4月龄婴儿及非人灵长类的发现具有进化连续性。这一发现为ANS（Analog Number System）系统的先天约束假说提供了关键证据。

　　

新生儿数量序列加工的奥秘

ABSTRACT

研究首次证实新生儿对序列化数量信息存在特殊的加工模式。通过严格控制数量与非数量线索的实验设计，发现新生儿仅当数量（items' number）与物理尺寸（items' size）协同变化时，能成功辨别递增顺序的序列反转（p=0.017）。这一发现揭示了数量表征能力在个体发生和系统发生中的连续性特征。

1 Introduction

发育科学近年的突破性进展表明，人类在婴儿期已具备表征环境数量特征的核心能力。这种能力在非人动物和人类婴儿中表现出惊人的相似性——从6月龄婴儿对8vs16个物体的区分，到猕猴对数量序列的排序能力。特别引人注目的是4月龄婴儿展现的"递增顺序优势"现象：他们能识别数量递增序列的反转，却对递减序列不敏感。

研究团队提出革命性假说：这种非对称性可能是ANS（Analog Number System）系统的固有特征。支持证据来自三方面：行为层面，成人算术中普遍存在的"加法优势"；神经层面，顶叶皮层对数量加工的专一性；进化层面，猕猴同样表现出对递增顺序的偏好。更关键的是，这种优势可能与新生儿对"迫近刺激"（looming stimuli）的注意偏向存在深层联系。

1.1 The Current Study

本研究通过创新性的跨维度实验设计，首次探索新生儿期数量序列加工的特性。实验采用1:3的固定比率变化（如4-12-36），通过视觉习惯化范式测量新生儿对序列顺序的敏感性。特别设计的三重控制策略：数量维度（numerosity）、单项尺寸（item size）、累积面积（cumulative area）的系统性操纵，为揭示早期数量表征的本质提供了理想模型。

2 Experiment 1. Newborns' Detection of Increasing Numerical Order

22名健康足月新生儿（平均年龄41小时）参与实验。刺激序列通过EPrime呈现，采用反向变化设计保持累积面积恒定。结果发现：尽管新生儿能完成习惯化（平均8.27个试验），测试阶段对递增和递减序列的注视时间无显著差异（p>0.11）。这一阴性结果提示，单纯依靠数量变化不足以支持新生儿完成序列顺序识别。

3 Experiment 2. Newborns' Detection of Numerical Order in the Presence of Co-Varying Non-Numerical Quantitative Cues

44名新生儿被随机分配至递增/递减序列组。关键创新在于引入协同变化的数量线索：数量增加时，单项尺寸同步扩大（1:3比率），导致累积面积呈九倍变化。惊人发现是：递增组新生儿表现出显著的新异偏好（p=0.004），而递减组无此效应。更值得注意的是，递增组的习惯化效率更高（p=0.017），显示大脑对递增序列的特异性敏感。

3.2.1 Comparison Across Experiment 1 and Experiment 2

对比分析揭示关键规律：多重线索协同变化时，新生儿学习效率显著提升（η²_p=0.135）。递增序列条件下，注视时间下降幅度更大（64% vs 53%），所需试验次数更少（6.95 vs 8.59）。这一发现支持"冗余信号假说"——多维度协同变化促进抽象数量关系的表征。

4 Experiment 3. Newborns' Detection of Size-Based Order

44名新生儿参与纯尺寸序列实验。为避免运动线索干扰，测试刺激采用水平伸缩设计。结果发现：无论递增还是递减条件，新生儿均未表现出顺序识别能力。这一阴性结果暗示，数量维度的参与可能是序列加工的必要条件，单纯的物理尺寸变化难以引发非对称性效应。

5 General Discussion

研究团队提出三重理论突破：

1）数量表征的"多通道整合假说"：新生儿需要数量与连续量线索的协同变化才能建立稳定表征；

2）进化视角的"递增优势假说"：非对称加工模式在出生即存在，支持ANS系统的先天约束理论；

3）认知发展的"级联效应模型"：早期数量加工偏