Les chercheurs en neurosciences font appel à des approches multidisciplinaires afin de mieux comprendre les mécanismes du fonctionnement normal et pathologique des systèmes nerveux et neuromusculaire. Leurs visées thérapeutiques sont la prévention, l’amélioration des interventions et la découverte de nouveaux traitements pour des problèmes d’ordre neurologique, psychiatrique ou neuro-musculosquelettique. Leurs programmes de recherches se regroupent en quatre sous-thèmes:

1. les maladies dégénératives, inflammatoires et oncologiques du système nerveux central Les travaux concernent les principales maladies telles que les maladies d’Alzheimer, de Parkinson, et d’Huntington, la sclérose latérale amyotrophique, la sclérose en plaques et les glioblastomes;
    
2. les traumatismes affectant le cerveau, la moelle épinière et les nerfs périphériques Les travaux portent principalement sur les dommages causés par un traumatisme physique ou un accident vasculaire cérébral;
    
3. la neurobiologie de l'homéostasie et des comportements Les travaux portent, d'une part, sur la régulation des grandes fonctions de l'organisme comme la régulation des fonctions motrice, cardiovasculaire, respiratoire et hydrominérale. D'autre part, ils concernent le dérèglement des comportements liés au stress, aux dépendances aux drogues ou conduisant au développement de la schizophrénie;
    
4. les affections du système neuromusculaire Les travaux concernent principalement la dystrophie musculaire de Duchenne, l’ataxie de Friedreich, la dystrophie myotonique de Steinert et les traumatismes neuro-musculosquelettique.

Pour réaliser leurs programmes de recherche, les chercheurs en neurosciences utilisent des approches méthodologiques diversifiées et avant-gardistes, telles que la transgénèse, l’optogénétique, la greffe cellulaire, la thérapie génique, la génomique, la protéomique, la cytométrie en flux, la microscopie confocale, la microscopie biphotonique intravitale, l’électrophysiologie, la stimulation magnétique transcrânienne, la spectroscopie de masse et les essais cliniques.