Основними задачами наукової діяльності лабораторії є: 1) моделювання нейродегенеративної (хвороби Альцгеймера і Паркінсона; аутоімунний енцефаломієліт – модель розсіяного склерозу); судинної патології мозку (ішемічний та геморагічний інсульти, артеріальна гіпертензія); гіперзбудливості мозку (судомні та пароксизмальні стани); розладів емоційної сфери (агресії, аутоагресії, тривожно-фобічні, депресивні стани); адиктивної поведінки (хімічна та нехімічна залежність); 2) проведення нейроетологічних, нейрофізіологічних та біохімічних верифікацій експериментальних моделей; 3) дослідження системних закономірностей нейрофізіологічних, біохімічних, молекулярних механізмів формування розладів функцій мозку: рухової активності, процесів навчання та пам`яті, емоцій, мотивацій, церебральної гемодинаміки; 4) експериментальна розробка методів відновлення втрачених функцій (ало- і ксенотрансплантація ембріональних тканин); 5) інтраназальне введення біологічно активних речовин.