Kiedy i w jaki sposób dochodzi do wykształcenia umysłowych reprezentacji liczb w naszym systemie poznawczym? W jakiej mierze proces ten zachodzi w oparciu o wrodzone dyspozycje, a w jakiej stanowi rezultat oddziaływań kulturowych? Jakie struktury w mózgu przejawiają specyficzne zaangażowanie w trakcie wykonywania działań arytmetycznych? Czy myślenie matematyczne wykazuje szczególne powiązanie z innymi funkcjami umysłowymi?
Powyższe zagadnienia stanowią obecnie przedmiot ożywionych dyskusji naukowych, prowadzonych w gronie kognitywistów i neurobiologów. Wyniki eksperymentów zrealizowanych na przestrzeni ostatnich lat sugerują, że najbardziej podstawowe aspekty poznania matematycznego towarzyszą człowiekowi już od urodzenia. Przejawy pewnej elementarnej intuicji mnogości można zaobserwować także u zwierząt. Spostrzeżenia te potwierdzają hipotezę ewolucyjnego charakteru kompetencji matematycznych. Badania przeprowadzone na pacjentach z uszkodzeniami ośrodkowego układu nerwowego, jak również na osobach zdrowych, pozwoliły wskazać te struktury mózgu, których aktywność warunkuje prawidłowy przebieg operacji arytmetycznych. Udało się również ustalić, w jaki sposób myślenie matematyczne wiąże się ze zdolnościami językowymi.