Ziel ist es, neurologische Erkrankungen besser diagnostizieren und heilen zu können. Hierzu gehören Arbeiten zur strukturellen und molekularen Organisation und zu kognitiven Prozessen des gesunden und erkrankten Gehirns, beispielsweise zu den molekularen Grundlagen der Alzheimerschen Demenz, aber auch Arbeiten zur Entwicklung des menschlichen Gehirns im Laufe des Lebens. Dabei verwenden die Forscherinnen und Forscher Verfahren, wie Bildgebungsmethoden und nuklearchemische Methoden, die am Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM) selbst weiterentwickelt werden. Hier gibt es enge Kooperationen mit Universitätskliniken wie Aachen, Köln und Düsseldorf. Die Erforschung des Gehirns und seiner Funktionsweise stützt sich auf komplexe theoretische Modelle, die anhand von Datenbefunden aus Empirie und computergestützten Simulationen stetig verfeinert werden. Auch ethische Fragestellungen, die in Verbindung mit den Neurowissenschaften stehen, werden adressiert.