Основные направления научной деятель­ности Центра: анализ клеточно-молекулярных механизмов межклеточной сигна­лизации, нейродегенерации и пластичности мозга в норме и при патоло­гии; моделирование заболеваний мозга, разработка технологий их диаг­ностики, экспериментальной терапии; разработка и усовершенствование инновационных технологий изу­чения клеточно-молекулярных механизмов функционирования мозга экс­периментальных животных, в первую очередь неинвазивных методов (магнитно-резонансная и позитронно-эмиссионная томографии). Направления научной деятельности Центра соответствуют Про­грамме фундаментальных научных исследований государственных акаде­мий наук на 2013-2020 гг., утвержденной распоряжением Правительства РФ от 3 декабря 2012 г. № 2237-р. Утверждены постановление Президиума РАН № 98 от 23.04.2013 г.