实验室面向成瘾及相关疾病防治的国家需求，围绕“成瘾的生物学机制和临床诊疗策略”这一关键科学问题，从脑的微观、介观、宏观到人群的不同研究尺度，探索成瘾的病理性记忆机制及其干预策略，研究成瘾形成及复吸的生物学机制、生物学标记物及临床治疗手段，构建成瘾、抑郁症、睡眠-觉醒障碍等精神疾病的多维度临床数据库，揭示抑郁症、睡眠-觉醒障碍等成瘾相关精神疾病的神经机制，开发快速、无创、智能化治疗手段，探索影响人类精神健康的因素，发展系统组织、配置和管理精神卫生服务的理论和技术，为政府制定精神卫生服务政策提供系统化的科学依据。
实验室拥有一支人员结构合理，学科交叉的创新研究团队。研究团队中有中国科学院院士、教育部长江学者特聘教授、国家自然科学基金杰出青年基金获得者，国家自然科学基金优秀青年基金获得者和万人计划青年拔尖人才等，研究人员拥有不同的学科背景，包括精神病学、神经生物学、心理学、神经药理学、神经影像学、分子生物学、流行病与卫生统计学、生物信息学等。
1. 成瘾的病理性记忆机制及其干预策略
综合转基因动物模型、多组学技术、钙成像技术等多学科交叉技术，揭示病理性记忆形成、储存、去稳定化和再巩固的突触和环路可塑性机制，揭示线索、成瘾物质、应激等因素对成瘾记忆的作用过程及其分子机制；综合动物和人体研究开发靶向成瘾记忆的药物、心理和神经调控干预策略。
2. 成瘾形成及复吸的生物学机制、生物学标记物及临床干预手段
描述成瘾过程中心理渴求、冲动等心理学特征的发生发展特点，综合临床特征、基因组、神经电生理、神经影像学等数据，揭示成瘾形成及复吸易感性的神经基础，开发成瘾易感和诊断的生物学标记物。结合大数据和机器学习，建立毒品滥用预警模型，发展新型的综合防复吸临床干预手段。
3. 抑郁症发病及快速抗抑郁治疗的神经机制
利用转基因动物结合病毒示踪技术、单细胞测序技术、体内钙成像技术、光遗传和化学遗传学技术、诱导性多能干细胞技术等，研究不同类型神经元及胶质细胞在抑郁症发病中的作用，筛选有效防治抑郁症的细胞替代和免疫疗法，揭示氯胺酮和东莨菪碱等发挥快速抗抑郁作用的共同分子细胞及神经环路机制，开发无创、精确导航、可调制、快速起效的神经调控技术。
4. 睡眠-觉醒异常及其在精神疾病发生发展中的作用和干预策略
揭示睡眠-觉醒周期异常的神经基础，探索睡眠-觉醒异常在精神疾病的发生、发展及治疗中的作用机制，明确睡眠-觉醒异常与外周致病因素（如免疫、代谢、肠道菌群等）的交互过程及其在精神疾病发生中的作用，探索睡眠-觉醒周期异常及其相关精神疾病治疗新靶点和干预策略，开发以睡眠为时间窗的增强脑功能（记忆、认知和情绪等）、防治精神疾病的技术和策略。
5. 精神疾病临床数据库与平台建设
建立涵盖药物成瘾、抑郁症、睡眠-觉醒障碍等精神疾病临床特征、生物样本、神经影像、神经电生理等标准化多模态数据库和研究平台；整合临床资料、行为学、影像学和多组学等多维度数据并进行深入挖掘分析，构建不同精神疾病诊断、鉴别诊断、转归预测、个性化用药、复发预测及预警的客观生物学标记体系，为相关精神疾病的防治提供平台支持。