该论文由两部分组成。第一部分重点考察了颜色经验对颜色信息加工脑机制的影响。在认知神经科学领域中一个非常令人感兴趣的问题是在人的一生中，神经系统是以何种方式改变其组织结构及其功能的，这种变化的属性被称为可塑性。脑的可塑性通常表现为三种形式，即发育的可塑性、经验引起的可塑性和脑损伤后的可塑性。研究脑可塑性的重要意义在于它为理斛脑和行为的发育提供了一种手段，同时使得人们能够揭示导致正常和异常行为的本质原因。 第一部研究采用横向研究的方法，通过5个实验，综合行为和脑成像技术共同揭示了颜色经验如何影响颜色加工的神经机制，并试图揭示脑皮层功能变化和皮层结构变化之间的关系。该部分包括两个研究系列。 研究一主要从认知行为角度揭示了颜色信息加工中经验的调制作用，共包括了两个实验。实验一采用通过比较美术专业被试和普通被试颜色分辨的正确率考察经验是否会影响颜色的知觉加工。结果发现美术专业被试分辨相近色时正确率显著高于普通被试，但反应时上没有差异。实验二采用颜色命名任务考察了经验对颜色的高级认知加工的影响，发现经验使得两组被试在所用颜色词数量以及颜色命名方式上都存在显著的差异。 研究二利用脑成像技术(MRI和fMRI)，采用多种磁共振成像数据分析方法(如VBM、GLM、SEM)探讨了经验对颜色信息加工的脑皮层的功能和结构的调制作用，包括三个实验。实验三和实验四利用fMRI技术分别考察了经验对颜色分辨和颜色命名的脑机制的影响。结果发现颜色经验对颜色分辨和命名任务中的颜色知觉加工模式的改变基本相同。颜色经验加强了枕叶的V4和舌回在颜色知觉中的作用，使得V4和V4α功能更加分离。在颜色知觉加工模型上表现为普通被试比美术专业被试多了一条从枕叶的V1/V2到V4α之间的直接联系，这表明美术专业主要加强了从V1/V2经过V4最后到达V4α的通路连接，使得V4在分辨颜色时作用大大加强。颜色经验对命名加工模式的影响比较显著，美术专业被试右脑的命名加工模型多了一条直接从V4到颞上回的连接通路，且他们的左右脑岛的激活强度显著高于普通被试，而右侧Broca区的激活强度显著低于普通被试。这说明美术专业被试右脑在语音提取阶段更加自动化。实验五通过脑结构像(MRI)考察了两组被试的脑皮层灰质密度之间的差异。结果发现美术训练使得美术专业被试的枕叶皮层的颜色中心V4α区的灰质密度显著增加，早期接受训练的被试的灰质密度高于晚期接受训练的被试。进一步综合结构和功能像的数据分析表明在颜色命名任务中，美术专业V4α区的灰质密度和该脑区的平均激活强度存在显著的线性负相关，但是在颜色分辨任务中两者没有明显的相关性。 该论文的第二部分研究主要对功能成像数据分析方法中的独立成分分析法(ICA)进行了探讨。ICA是一种纯粹从功能成像数据中揭示出脑功能连接的方法。但由于该方法存在很多不足之处，如对噪声敏感、较强的空间独立的假设等，导致了ICA在功能成像数据分析的应用受到较大的限制，尤其是对于多任务的fMRI数据。为了尽量克服ICA方法的不足，该研究在ICA分析前通过引入空间投影法减少了不感兴趣成分对数据的影响，从而达到降噪的目的和对空间不独立的双任务的分离。模拟实验和真实的fMRI实验都表明空间投影法不仅提高了ICA分离出的独立成分的空间映射的检测力度而且改善了相应的时间序列波形。