A szinesztézia lényege, hogy egy érzékszervi tapasztalathoz egy másik érzet is társul, például a számok vagy betűk valamilyen színben jelennek meg az illető számára. Számos korábbi kutatás demonstrálta már, hogy a szinesztéziát megtapasztaló emberek agya különbözik azokétól, akik nem ismerik ezt a jelenséget saját élményeik alapján.
A szinesztézia kialakulásában a tanulásnak is nagy szerepe lehet, ami azt jelenti, hogy még a tudatosan ezt nem érzékelő személyek is megtapasztalhatják a jelenséget.Egy kutatás során egy olasz szinesztétát vizsgáltak egy olyan klasszikus teszt segítségével, amelyben számokat különböző színnel leírva mutatnak meg az alanynak, majd megkérik, nevezze meg a látott színeket. Ezekben az esetekben a szinesztéták másképp működő agya számára nehezebb lesz egy adott színű szám színét meghatároznia, amennyiben számára az az érték más színnel áll összefüggésben. Vagyis, ha egy szinesztétának a 2-es szám a piros színt jelenti, annak nehezebb lesz egy zöld színű 2-esről megállapítania, milyen színű is valójában, és ezt csak jóval hosszabb idő alatt képes meghatározni.
A kutatásban résztvevő szinesztéta, ahogy az várható volt, nehezebben tudta a számára már színnel bevésődött számok valós színét meghatározni. Meglepő felfedezés volt, hogy ugyanolyan lassan ment a látott színek megnevezése, ha a számokat nem arab számjegyekkel, hanem például a dobókocka oldalán látható pontokkal jelenítették meg – annak ellenére is, hogy a vizsgált alany tagadta, hogy bármilyen színt látna ilyen inger hatására.
A kutatók szerint ez azt bizonyítja, hogy a számok puszta koncepciója, attól függetlenül, vizuálisan hogyan jelennek meg, önmagában is elegendő a szinesztézia megtapasztalásához, még akkor is, ha az alany nincs tudatában ennek a tapasztalatnak.