① 动态观察大脑的活动：研制可用于在体大规模记录神经元电活动的新电极和改进配套电信号采集设备，研发新的或改进的神经活动光学传感器（电和化学）和神经活动光学监测仪器；

② 探究行为与神经活动的因果关系：确定在认知、情绪、感知及其它过程中的神经活动模式的因果显著性；探索神经系统的内部结构和动力学；了解正常的神经系统功能和机制原因，开发维护或者增强神经系统功能的扰动工具；

③ 脑科学理论和数据分析模型建设：为分析大型、复杂的数据集研发新技术；整合多水平数据方法，将来自不同的实验技术获得的数据进行整合；发现神经编码、计算、神经环路动态性和可塑性的一般原则；给所有神经学家提供理论、模型、计算和统计数据一体的观点和技术。