我们的主要研究神经系统基本功能和工作机理,在分子细胞的微观层面和神经网络功能的介观层面将神经系统结构和功能联系起来。主要专注于开发完善高通量的全脑单细胞形态的实验和分析平台，利用此平台定量统计分析小鼠初级视觉皮层的单细胞投射模式的规律，用神经网络的结构实验数据，证实了大脑皮层存在的多种信息分流的规律（Nature，2018），这样的规律对于建立类脑计算网络有非常重要的提示意义。在神经网络的功能层面,研究初级视觉皮层对视觉信号进行空间整合的网络机制，和发育过程中感觉信号输入对这一功能的影响（Neuron，2015）。目前的工作，主要是将环路的结构、功能和对行为的调控相结合，研究在感知学习的过程中，功能发生变化的神经元的结构特征和调控机制，探索神经环路功能与结构的联系，在不同的任务环境下，大脑是否选择不同的网络结构来处理信息，选择什么样的网络结构与信息的类型与任务的类型的关系，这位有高度适应性的类脑计算系统提供非常重要的生物学基础。