DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyg.2026.1765058
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41822428
تاريخ النشر: 2026-02-25
المؤلف: Elisa Straulino وآخرون
الموضوع الرئيسي: الجوانب المعرفية والتنموية لمهارات الرياضيات
نظرة عامة
تستقصي الدراسة العلاقة التنموية بين المعالجة العددية والتنفيذ الحركي لدى الأطفال، مع التركيز على الأعداد غير الرمزية. باستخدام نموذج حركي، قام الباحثون بتقييم كيفية تأثير مشاهدة مجموعات النقاط الصغيرة (نقطتان) والكبيرة (ثماني نقاط) على الأداء الحركي لدى الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة (4-6 سنوات) والأطفال في سن المدرسة (7-11 سنة) خلال مهمة ركل بالأصابع. أظهرت النتائج أن الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة أظهروا كفاءة حركية محسنة وانحرافات أكبر نحو اليسار بعد مشاهدة الأعداد الصغيرة، مما يتماشى مع مفهوم خط الأعداد الذهني. على العكس من ذلك، لم يتم ملاحظة تغييرات حركية كبيرة بعد التعرض للأعداد الكبيرة، ولم يظهر الأطفال في سن المدرسة تأثيرات عددية موثوقة، مما يعكس أنماط البالغين.
تشير النتائج إلى أنه في وقت مبكر من التطور، يمكن أن تؤثر المحفزات العددية غير الرمزية بشكل مباشر على الأفعال الحركية، لكن هذا التأثير قد يتناقص مع زيادة الخبرة والتعليم الرسمي. تشير الاختلافات الملحوظة بين الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة والبالغين إلى تحول تنموي من التمثيلات العددية غير الرمزية إلى الرمزية، متأثرة بالعوامل التعليمية والتجارب الثقافية. تؤكد هذه الدراسة على الحاجة لاستكشاف تفاعلات الأعداد والأفعال في التطور المبكر، داعية إلى نهج متجسد لتعزيز النماذج النظرية للإدراك العددي وإبلاغ استراتيجيات التعليم لتعليم المهارات العددية الرمزية.
مقدمة
تستعرض مقدمة ورقة البحث الجوانب الأساسية للإدراك العددي البشري، مع التأكيد على النظام العددي غير اللفظي المشترك بين البشر والعديد من الأنواع الحيوانية. يمكّن هذا النظام من التقدير التقريبي للكميات عبر سياقات مختلفة، مدعومًا بنظرية ATOM (نظرية الحجم)، التي تفترض أن الفضاء والزمان والعدد مترابطة من خلال آليات عصبية مشتركة. يوضح مفهوم خط الأعداد الذهني (MNL)، الذي اقترحه غالتون وأظهره تجريبيًا ديهين وآخرون، كيف يتم تمثيل الأعداد مكانيًا، حيث ترتبط الأعداد الصغيرة باليسار والأعداد الكبيرة باليمين، وهي ظاهرة تعرف بتأثير الارتباط المكاني العددي لرموز الاستجابة (SNARC).
تسلط الورقة الضوء على التفاعلات ثنائية الاتجاه بين المعالجة العددية والأفعال الحركية، مشيرة إلى أن حركات اليد المحددة يمكن أن تؤثر على التقييم العددي والعكس صحيح. على سبيل المثال، أظهرت أفعال القبض تأثيرًا على معالجة القيم العددية، حيث تسهل الأعداد الصغيرة إغلاق القبضة وتعزز الأعداد الكبيرة الفتحات الأوسع. يشير المؤلفون إلى أن الأبحاث الحالية تركز بشكل أساسي على البالغين، مما يترك فجوة في فهم كيفية تجلي هذه التفاعلات في الأطفال، خاصة أثناء اكتساب المعرفة العددية الرمزية. لمعالجة ذلك، تستخدم الدراسة نموذجًا حركيًا جديدًا يتضمن ركلات بالأصابع، مما يقلل من التحيزات التجريبية والارتباكات التنموية، وبالتالي يوفر رؤى حول اقتران العدد والفعل عبر مجموعات عمرية مختلفة.
النتائج
تكشف نتائج الدراسة عن اختلافات كبيرة في المعلمات الحركية بين الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة والأطفال في سن المدرسة، خاصة في ارتفاع المسار الأقصى (MH) والانحراف الأقصى نحو اليسار (MDevLeft). أظهرت التحليلات أن الأطفال في سن المدرسة أظهروا قيم MH أعلى من الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة في حالة التحفيز المكون من نقطتين (b = 6.58، SE = 1.40، z = 4.70، p < 0.001). أظهر الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة اختلافات كبيرة في MH عند مقارنة حالة نقطتين مع كل من خط الأساس (b = -1.11، SE = 0.18، z = -6.01، p < 0.001) وحالة ثماني نقاط، بينما حافظ الأطفال في سن المدرسة على استقرار MH عبر الحالات. تم ملاحظة توقع القمم الحركية في كلا المجموعتين، مما يشير إلى أن التنسيق في الوصول متطور جيدًا في مرحلة الطفولة المبكرة. كشفت التحليلات الإضافية لـ MDevLeft أن الأطفال في سن المدرسة كانت لديهم قيم أعلى مقارنةً بالأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة (b = 2.98، SE = 1.13، z = 2.64، p = 0.008)، مع إظهار الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة انحرافات أكبر نحو اليسار في حالة نقطتين مقارنةً بخط الأساس (التقدير = 2.24، SE = 0.72، z = 3.09، p = 0.004). أظهرت نماذج الدراسة أن الاختلافات الفردية كانت مسؤولة عن الكثير من التباين في الأداء الحركي، خاصة في النماذج الأخيرة، التي أظهرت تأثيرات متواضعة. بالإضافة إلى ذلك، أشارت تحليلات التحكم ذات التأثيرات المختلطة إلى أن مؤشر الكفاءة الحركية (MPI) لم يعدل بشكل كبير النتائج الحركية ضمن مجموعة الأطفال في سن المدرسة، مما يشير إلى أن MPI لا يلعب دورًا حاسمًا في الاختلافات الملحوظة في الأداء.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على المسار التنموي لاقتران العدد والفعل، مع التأكيد على أهميته في مرحلة الطفولة المبكرة. على الرغم من الأدلة الكبيرة في البالغين، لا يزال دمج الوظائف العددية والحركية في الأطفال غير مستكشف بشكل كافٍ. تبني الدراسة على النتائج السابقة التي تشير إلى أن الارتباطات العددية الحركية تظهر مبكرًا، حيث تسهل حركات اليد فهم المفاهيم العددية. تشير الأدلة العصبية المعرفية إلى أن حتى الرضع يظهرون حساسية للتوافق بين الأعداد وأشكال اليد، مما يشير إلى خريطة عددية-حركية قبل لفظية قد تكون متجذرة في التجربة المتجسدة لاستخدام الأصابع في العد.
تستقصي الدراسة الحالية كيف تؤثر الأعداد غير الرمزية على التنفيذ الحركي لدى الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة والأطفال في سن المدرسة من خلال نموذج حركي جديد. تشير النتائج إلى أن الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة يظهرون انحرافًا أكبر نحو اليسار في استجاباتهم الحركية بعد مشاهدة الأعداد الصغيرة (نقطتان) مقارنةً بخط أساس غير عددي، مما يتماشى مع مفهوم خط الأعداد الذهني (MNL). يعكس هذا التحيز نحو اليسار التنشيط التلقائي للتمثيلات المتوافقة مكانيًا أثناء التحضير الحركي. على النقيض من ذلك، يظهر الأطفال الأكبر سنًا والبالغون أنماطًا مختلفة، مما يشير إلى أن تأثير حجم العدد على تنفيذ الأفعال يتطور مع العمر والخبرة. تدعم النتائج الفكرة القائلة بأن خرائط العدد-الفعل المبكرة هي أساسية وقد يتم إعادة تشكيلها من خلال التعليم الرسمي والتأثيرات الثقافية، مما يبرز التفاعل الديناميكي بين التطور المعرفي والوظيفة الحركية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyg.2026.1765058
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41822428
Publication Date: 2026-02-25
Author(s): Elisa Straulino et al.
Primary Topic: Cognitive and developmental aspects of mathematical skills
Overview
The study investigates the developmental relationship between numerical processing and motor execution in children, focusing on non-symbolic numerosities. Utilizing a kinematic paradigm, the researchers assessed how observing small (2-Dots) and large (8-Dots) dot arrays influenced motor performance in preschool (4-6 years) and school-age (7-11 years) children during a finger-kick task. Findings revealed that preschoolers demonstrated enhanced motor efficiency and greater leftward trajectory deviations after viewing small numerosities, aligning with the concept of a Mental Number Line. Conversely, no significant kinematic changes were observed following exposure to large numerosities, and school-age children did not exhibit reliable numerical effects, mirroring adult patterns.
The results suggest that early in development, non-symbolic numerical stimuli can directly influence motor actions, but this influence may diminish with increased experience and formal education. The observed differences between preschoolers and adults indicate a developmental shift from non-symbolic to symbolic numerical representations, influenced by educational factors and cultural experiences. This research emphasizes the need to explore number-action interactions in early development, advocating for embodied approaches to enhance theoretical models of numerical cognition and inform educational strategies for teaching symbolic numerical skills.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the foundational aspects of human numerical cognition, emphasizing the shared non-verbal number system among humans and various animal species. This system enables approximate estimation of quantities across different contexts, supported by the ATOM (A Theory of Magnitude), which posits that space, time, and number are interconnected through shared neural mechanisms. The concept of the Mental Number Line (MNL), first proposed by Galton and empirically demonstrated by Dehaene et al., illustrates how numbers are spatially represented, with smaller numbers associated with the left and larger numbers with the right, a phenomenon known as the Spatial-Numerical Association of Response Codes (SNARC) effect.
The paper highlights the bidirectional interactions between numerical processing and motor actions, noting that specific hand movements can influence numerical evaluation and vice versa. For instance, grip actions are shown to affect the processing of numerical values, with small numbers facilitating grip closure and large numbers promoting wider apertures. The authors point out that existing research primarily focuses on adults, leaving a gap in understanding how these interactions manifest in children, particularly during the acquisition of symbolic number knowledge. To address this, the study employs a novel kinematic paradigm involving finger-based kicks, which minimizes experiential biases and developmental confounds, thus providing insights into the coupling of number and action across different age groups.
Results
The results of the study reveal significant differences in kinematic parameters between preschool and school-aged children, particularly in Maximum Trajectory Height (MH) and Maximum Deviation Left (MDevLeft). Analysis indicated that school-aged children exhibited higher MH values than preschoolers in the 2-Dots stimulus condition (b = 6.58, SE = 1.40, z = 4.70, p < 0.001). Preschoolers showed significant differences in MH when comparing the 2-Dots condition to both the Baseline (b = -1.11, SE = 0.18, z = -6.01, p < 0.001) and 8-Dots conditions, while school-aged children maintained stable MH across conditions. The anticipation of kinematic peaks was noted in both groups, suggesting that reaching coordination is well-developed in early childhood. Further analysis of MDevLeft revealed that school-aged children had higher values compared to preschoolers (b = 2.98, SE = 1.13, z = 2.64, p = 0.008), with preschoolers showing greater leftward deviations in the 2-Dots condition compared to Baseline (estimate = 2.24, SE = 0.72, z = 3.09, p = 0.004). The study's models demonstrated that individual differences accounted for much of the variability in kinematic performance, particularly in the latter models, which showed modest effects. Additionally, mixed-effects control analyses indicated that the Motor Proficiency Index (MPI) did not significantly moderate the kinematic outcomes within the school-aged group, suggesting that MPI does not play a critical role in the observed differences in performance.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the developmental trajectory of number-action coupling, emphasizing its significance in early childhood. Despite substantial evidence in adults, the integration of numerical and motor functions in children remains underexplored. The study builds on previous findings that suggest numerical-motor associations emerge early, with hand movements facilitating the understanding of numerical concepts. Neurocognitive evidence indicates that even infants show sensitivity to the congruence between numerosities and hand shapes, suggesting a preverbal number-action mapping that may be rooted in the embodied experience of using fingers for counting.
The present study investigates how nonsymbolic numerosity influences motor execution in preschool and school-aged children through a novel kinematic paradigm. Results indicate that preschoolers exhibit greater leftward deviation in their motor responses after observing small numerosities (2-Dots) compared to a non-numerical baseline, aligning with the concept of a Mental Number Line (MNL). This leftward bias reflects the automatic activation of spatially congruent representations during motor preparation. In contrast, older children and adults show different patterns, suggesting that the influence of numerical magnitude on action execution evolves with age and experience. The findings support the notion that early number-action mappings are foundational and may be reshaped through formal education and cultural influences, highlighting the dynamic interplay between cognitive development and motor function.