人类是否具有对周围世界的抽象表征？在数字领域，动物和前语言婴儿已被证明会对以各种不同刺激形式呈现的集合的基数做出反应，并且这种核心数感被认为可以指导人类儿童和成人学习数字符号和算术（1-5）。例如，到 4.5 到 6 个月大时，婴儿能够区分以 1:2 的比例存在的数字（例如，16 对 32、8 对 16、4 对 8），点 (6, 7)、声音序列 (8) 或动作序列 (9)。然而，在这些实验中的每一个中，婴儿只接受了一种类型的刺激，这就提出了这些数字表示的抽象程度的问题。

从 1980 年代初到现在，一些调查已经测试了婴儿的数字交叉模式匹配，结果好坏参半。尽管最初据报道婴儿在一组与同时播放的声音序列相匹配的物体上看的时间更长 (10, 11)，但随后的实验要么没有产生这种偏好 (12)，要么产生了相反的偏好 (13)。在 3-4 岁之前，根据数字无法匹配声音和物体的情况已被记录下来，最终随着孩子开始掌握口头计数而得到解决 (14)。通过使用更自然的刺激，后来的研究明确表明，婴儿和动物可以以不同的方式检测 2 或 3 个项目之间的数字对应关系 (15-18)。然而，在所有这些研究中，匹配是通过利用熟悉的跨模态对应关系[面部和声音 (15, 16) 或在视觉和触觉模态中呈现的具有相似特征的对象 (18)] 或通过呈现一个熟悉阶段，其中不同方式的事件同步发生（17）。在这些情况下，可以通过调用对象的非模态表示而不是抽象基数的非模态表示来实现跨模态匹配。例如，声音的呈现可能会引出人脸的图像；因此，当播放 3 个不同的声音时，婴儿可能代表 3 个相应不同的面孔，然后可以量化这些面孔并与匹配或不匹配的视觉刺激进行比较。事实上，这些研究中测试的数字足够小，可以同时表示对象（最多 3 个对象）；当用较大的数字进行测试时，婴儿未能对 amodal 对应作出反应 (18)。总之，婴儿似乎能够构建面部和其他对象的模态表示，但他们可能无法根据它们共同的抽象基数值匹配不相关的对象和事件的集合。

尽管如此，一些证据表明婴儿可能拥有抽象的数字表示。首先，婴儿在所有方式中以相同的精度区分数字（19）。其次，在猴子、儿童和成人中，数字信息的表示涉及顶叶沟中的一个区域，该区域对以各种格式呈现的数字作出反应（20-25）；在 3 个月大的婴儿中发现了这种顶叶内激活的前兆 (26)。第三，听觉和视觉模式中冗余信息的呈现提高了婴儿数字辨别的精度（27），尽管尚不清楚信息的收敛是发生在数字表示水平还是在以后的处理步骤（例如，响应选择）。此外，听觉和视觉事件是同步呈现的，因此，在这里，数值匹配可能再次基于单个事件的模态表示，而不是集合基值的抽象表示

。抽象的数字表示来自对受过训练的动物以及人类儿童和成人的研究，他们所呈现的集合的基值超过了基于对象的注意力的限制（超过 3）。例如，受过训练以匹配数值的猴子（2、3、 5, 8) 跨听觉和视觉格式能够将这种能力推广到所有数字到 9 (28)。然而，动物发育仅在涉及同步呈现的视觉和听觉事件序列的数千次训练试验之后才使用这种能力，这可能通过关联特定模态的数字表示来诱导抽象表示的形成。在大鼠中也报道了跨模态数值量泛化的证据 (29, 30)。在学会将 2 个反应杠杆与数量不同的听觉序列相关联后，大鼠将训练后的反应概括为对混合听觉和触觉刺激的新序列的反应，即使它们从未在这种复合序列上得到加强 (29)。此外，如果映射与在听觉模式中学习的关联不匹配，大鼠在学习反应杠杆和视觉序列之间的新关联方面表现出成本（30）。然而，在这两种情况下，最初的训练可能已经诱导动物形成相对数量（更少/更多）的抽象表示，而不是数字（31），留下了动物是否自发形成抽象数字表示的问题。

相比之下，人类成年人和 5 岁儿童显示出自发的、抽象的数字概念的证据。例如，他们可以像比较 1 种模式和格式 (32, 33) 中的数字一样轻松地比较以不同格式和模式呈现的数字量，而无需在匹配格式方面进行特定培训。然而，这些成人和儿童已经掌握了指代抽象数字的符号，因此，提出了数字的抽象表示只有在获得数字符号时才会出现的可能性。总之，还没有实验揭示抽象的数字表示是否可以自发地用于任何物种。

跨模式和格式的数字缺乏自发的概括可以用两种方式解释。首先，婴儿和动物可能拥有表示物体数量和事件数量的神经机制，但是这两种类型的数字表示在功能上可能是不同的。在没有语言的情况下，可能不存在真正抽象的数字表示。其次，动物和婴儿可能拥有抽象的数字表示，但这些表示可能会被对象和事件之间的显着差异所掩盖。前一种观点认为，抽象的数字表示是语言和文化的产物；就后一种观点而言，语言和文化使一种预先存在的表征能力更加突出。

本实验寻求直接证据来检测新生儿婴儿中跨模态的数值对应关系。与年龄较大的婴儿相比，新生儿对表征特定物体和事件的视觉和听觉特征的敏感性急剧下降（34）。然而，它们对对象 (35) 和动作 (36) 的抽象几何特性很敏感。已经提出感知发展从对这些抽象区别的敏感性开始，然后对更具体的区别进行分析（37）。因此，如果人类和动物被赋予了抽象的数字表示，那么这些表示对于新生婴儿来说可能比对于年龄较大的儿童更为突出。

因此，我们进行了 3 个实验来评估新生儿在大量物体中的跨模态辨别能力。每个婴儿都熟悉在连续听觉流中重复固定次数的音节序列。熟悉 2 分钟后，测试观看时间具有 4 个视觉图像，其中包含与听觉序列相同数量的对象（一致数）或不同数量（不一致数）。为了防止视觉和听觉刺激在非数字刺激维度上匹配，熟悉和测试刺激使用控制大量定量变量的程序进行变化，包括强度、持续时间和空间或时间频率（参见方法和图 1）。在每个实验中，婴儿在设计中用一对数字进行测试，该设计抵消了数字熟悉和新奇数字的值以及一致和不一致测试的顺序。

新生婴儿熟悉w i 包含固定数量的音节的听觉序列，然后用相同或不同数量的项目（此处为 4 或 12）的图像进行测试。听觉序列在广泛参数（总持续时间）和视觉阵列上等同于密集参数（每个项目的大小，阵列的密度）。