Questa attività di ricerca (AR) si concentra sullo studio (e in alcuni casi sulla simulazione computazionale) dei Modelli Biologici che fanno riferimento alla cognizione e comprende anche problematiche di neuroscienze non invasive traslazionali, analisi di meccanismi neurofisiologici oltre a specifiche tecniche di indagine di malattie neurodegenerative. Essa riguarda cinque ambiti differenziati tra loro.
A) biologia, comportamento e processi cognitivi di primati umani e non umani.
B) identificazione di alterazioni dell'attività neuronale per contribuire alla personalizzazione degli interventi riabilitativi in patologie neurologiche o psichiatriche (ictus, sclerosi multipla, malattia di Alzheimer, depressione).
C) Disturbi neuro-cognitivi, tracciati attraverso la genetica del comportamento, le neuro-immagini, la neuropsicologia cognitiva e dello sviluppo, e la fisiologia della salute. Individuazione dei correlati neurobiologici ed elettrofisiologici delle disfunzioni comportamentali in pazienti neurologici e psichiatrici studiati in confronto a soggetti sani.
D) conoscenza dei meccanismi computazionali e neurofisiologici che sottendono alle capacità di navigazione spaziale, decisione e pianificazione nell'ippocampo (in particolare dei topi), con speciale riferimento al fenomeno delle "internally generated sequences".
E) simulazioni (ad un certo livello di astrazione) per lo studio dei meccanismi di base del cervello e del comportamento, incluse simulazioni ''embodied'', cioè riproducenti organismi che apprendono ed esprimono comportamenti sulla base dell'interazione diretta con l'ambiente, quando tale interazione é particolarmente importante, come nel caso dei comportamenti di navigazione ed orientamento spaziale.