从认知行为的角度，婴幼儿的数学脑发展是丰富多彩的。
最为早期的数学能力就是非符号数感能力。数量范围，以我们成人的视角，可以是感数（Subitizing）的范围，即1~3个物体，是一眼看上去就能知道有多少个的数量范围；图1成人与4岁幼儿在加工非符号（实物）数量时激活的脑区很类似也可以是数数的范围，即4个及以上，是需要数数才知道有多少个。据国外研究表明，出生4~6个月的婴儿可以准确地分辨较小的物体数量（2和3）。随后，另有研究表明，7个月的婴儿可以把眼睛看到的物体个数和耳朵听到的声音次数相对应。例如，在实验中，当鼓声响起2次，婴儿注视2个物体的时间比注视3个物体的时间久。此后的一系列研究表明，婴儿不仅可以分辨更大的数字，并且他们对数量的辨别还会受到数字比例的影响。这些实验证据表明，人们在能够使用语言计数之前就已经具有数量加工能力了，即非符号数感能力。这种能力也可以被称为情境化数学能力（有别于三元数学中的符号化数学和言语化数学），因为通常存在于抽象程度有所变化的情境当中。出生5个月的婴儿具有非符号计算能力。许多家长可能认为3~4岁的儿童才能学会阿拉伯数字的算术问题（如“1+1=？”）或者是算术应用题（如“一件玩具加另外一件玩具等于几件玩具”）。的确，一般情况下2-3岁才开始学习如阿拉伯数字、口头语言等这样的符号性数学。然而，儿童认知心理学实验表明：5个月的婴儿就已经知道1+1等于2了。
