V hledání nervového substrátu kognitivních funkcí a paměti můžeme přirozeně volit mnohé přístupy k objasňování našich otázek, od studia vlivu určitých mozkových oblastí na chování až po zobrazování časných genů. Každý z těchto přístupů má jinou vypovídací hodnotu a rozlišovací schopnost; ukazuje tudíž na jinou úroveň neurobiologického pochopení. 

Naším cílem je integrace molekulárních, buněčných a systémových přístupů ke studiu kognitivních funkcí, především, učení a paměti, behaviorální flexibility (pružnosti chování), a dalších kognitivním doménám. Cílem je porozumět mechanismům vzniku paměťových stop a také procesům spojeným s poruchami kognitivních funkcí, patrných např. u schizofrenie či Alzheimerovy nemoci. Kromě multidisciplinárního studia neurofyziologického základu, učení a paměti a chování vyvíjíme rovněž unikátní prostorové testy zaměřené na dynamický a flexibilní aspekt učení a paměti, jako např. Kolotočové bludiště na rotující aréně, úlohy vyhýbání se mobilnímu robotovi, nebo rozpoznávání pozice objektů na monitoru. V současné době se soustředíme rovněž na integraci vnímání prostoru a času a na vývoj nových časoprostorových grantů. Studujeme také neurologický a neurochemický základ těchto procesů s cílem objasnit podstatu učení a paměti u zvířat coby modely vyšších nervových funkcí člověka.