发展基于脑科学与脑认知启发的认知教育与提升技术，聚焦大脑发育/衰老的神经环路机制，针对各种精神疾病的情绪与认知障碍，发展基于脑机接口和神经调控技术等非药物手段的干预技术与装备化，加速精神康复新技术的应用与产业化。开展类脑自主智能关键核心技术研究，包括仿生传感器、机器头脑、认知空间理论与知识图谱等，研制并推动类脑系统在自主机器人和区域无人公共交通等领域的产业应用。
实验室依托中国科学院深圳先进技术研究院和中国科学院上海微系统研究所，联合中国科学院心理研究所、中国科学院生物物理研究所、宣武医院等共同建设。王立平团队在高时空精准光遗传神经调控关键核心技术研发方面拥有十余年的积累，先后承担基金委3个重点项目，申请专利29项（含国际专利3项），获批专利6项。张晓林团队在国际上较早开始通过模仿人类视觉开展类脑智能研究，2019年研制出了世界首台融合仿生双眼视觉与听觉构建多模态意识空间的“机器头脑”，为类脑智能研究与开发打下了坚实基础。
