自神经科学发展以来,大脑可塑性一直是脑科学的研究热点。运动员由于经历长时训练,为大脑可塑性的研究提供了非常好的研究对象。而以往的对功能磁共振成像数据的分析主要集中在0.01-0.08Hz的频率范围内,这个范围被认为是自发大脑活动信号所在的频段。但以一种统一的方式进行滤波可能会隐藏其他频段信号所携带的信息。本文基于自回归时间序列的时频分析和图论等手段,从时频尺度上刻画大脑的信息传递模式。主要的工作如下:首先,本文利用图论分析方法,在0.01-0.08Hz频段范围内建立大脑静息态脑功能连接网络模型,使用全脑功能连接密度的图论网络指标对学生运动员和普通对照两组人进行大尺度脑网络分析。结果表明,与普通对照组相比,学生运动员组左侧三角部额下回和额中回的脑功能连接密度值降低,执行控制反应时间越快,三角部额下回的全脑功能连接密度值越小。这是快速球运动技能训练引起的大脑可塑性的表征,说明长期的运动训练使得运动员的大脑表现出更高的注意力运动调节能力和执行控制的神经效率。其次,为探究大脑可塑性信息的频率特异性,本文基于小波变换构建了不同频率尺度下的大脑功能网络图谱,并且使用图论方法对所构建的脑功能网络进行分析。结果表明,在本文研究的频率取值范围内,随着频率的降低,小世界属性逐渐升高,说明大脑信息主要存在于低频信号中。不同频段的脑网络表现出不同的网络特性,侧面说明对大脑功能磁共振信号进行分频研究是十分必要的。同时发现运动训练对于大脑可塑性的影响在低频信号中更加得以显现。最后,为解决非平稳时间序列过程的因果网络建模,建立基于经验模态分解的不同频段下格兰杰因果模型,应用到警觉注意任务功能像数据中,探讨不同训练阶段运动员的大脑注意网络的可塑性。结果表明,在固有模态分量三（近似于Slow-5:0.01-0.027 Hz频段）下,专业组、学生组和普通组在从豆状壳核到前扣带和旁扣带脑回的信息传递作用强度两两之间都有显著差异,且节点作用强度与警觉任务反应时间呈现显著负相关。说明在此节点间越强的连接,呈现越快的反应速度,同时说明大脑可塑性信息在Slow-5频段更加明显。运动训练促进了大脑的可塑性发育,越多的运动训练使得人的注意更加集中,对外界的反应速度越快,反应时间越短。