具身认知对数字感知与表征的影响:基于73项效应量的元分析证据

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Acta Psychologica 2.1

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  本研究通过元分析整合49篇文献的73个效应量,揭示具身认知(embodied cognition)对数字加工的中等强度效应(g=0.660),发现实验任务、性别和利手性显著调节效应量,证实感觉运动系统的在线激活状态更易诱发具身数量效应,为理解身体经验与抽象数学认知的关联提供量化证据。

  

数字认知长期以来被视为抽象符号加工过程,但近年研究发现身体经验在数量表征中扮演关键角色。从儿童掰手指计算到成人空间数字反应编码(Spatial-Numerical Association of Response Codes, SNARC)效应,身体与数字的关联引发广泛讨论。然而,关于具身认知(embodied cognition)对数字加工的影响强度及其调节因素,现有研究存在结论分歧——有的强调手指感知的核心作用,有的则认为全身运动更具影响力。这种争议源于研究方法异质性:实验任务涵盖从手指刺激映射到随机数字生成(Random Number Generation, RNG)等多种范式,感觉运动激活状态(在线/离线)和指导语(显性/隐性)等变量也未被系统比较。

为厘清具身数量效应的整体效应量及其影响因素,研究人员对49项研究(含47篇英文和2篇中文文献)进行系统分析,共纳入2764名健康受试者的73个独立效应量。通过随机效应模型计算发现,具身认知对数字加工呈现中等效应量(g=0.660,95%CI[0.541,0.779])。研究创新性地将具身数量效应分为强具身(身体部位直接表征数字)和弱具身(身体仅作为反应载体),并首次通过元分析验证手指组(g=0.689)与非手指组(g=0.646)的效应量无显著差异。

关键技术方法包括:(1)采用PRISMA指南系统检索中英文数据库,确保文献覆盖全面性;(2)运用CMA 3.3.070软件进行异质性检验(Q=292.705,I2=75.40%)和发表偏倚评估(Egger's检验t=2.92);(3)通过亚组分析比较手指感知、手指数量表征等7类身体部位的效应差异;(4)采用元回归分析连续变量(性别比例、右利手比例)的调节作用。

研究结果部分显示:

  1. 主效应检验证实具身认知对数字加工存在稳定促进作用,支持"具身数量表征源于身体感知经验"的理论。
  2. 亚组分析发现手指感知效应量(g=1.483)显著高于手指运动(g=0.464),印证"在线感知比离线编码更具优势"的具身认知分化理论。
  3. 调节效应显示实验任务类型(Q=16.514)显著影响效应量,其中身体-数量感知任务效应最强(g=1.218),而传统数字属性判断任务(如奇偶判断)保持中等效应(g=0.598)。
  4. 性别(β=-0.011)和利手性(β=0.028)的元回归均达显著水平,反映男性更依赖逻辑推理而女性更擅长通过身体运动辅助数学认知,右利手优势可能与左脑语言/数学功能区优势相关。

讨论部分指出,该研究首次量化评估具身数量效应的总体强度,为"具身认知理论"提供重要实证支持。发现感觉运动系统在线激活状态(如实际身体运动)比离线状态(如视觉想象)更能激活数字表征,这与镜像神经元系统的功能机制相符。研究还揭示出性别差异可能源于社会文化塑造的认知策略偏好,而利手性效应则反映了大脑功能偏侧化与身体运动的交互作用。这些发现对数学教育具有直接启示:针对不同性别和认知特点的个体,采用具身化教学策略(如结合手势的数学训练)可能提升学习效果。

论文局限性在于部分亚组样本量不足(如呼吸相关研究仅2个效应量),未来需加强特殊人群(如数学学习困难者)的具身干预研究。该成果发表于《Acta Psychologica》,为理解"身体-大脑-认知"三元关系提供了新的理论框架。

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