本所成立於 2008 年，為國內第一個系統神經科學研究所，著重於研究神經網路的運作如何調控完整個體的行為。系統神經科學跨接了分子神經科學以及認知神經科學，進而理解腦神經網路如何分析知覺的輸入、形成對外在世界的認知、做出決定、鞏固記憶、最後發出運動的指令。本所整合理工科跨領域的專長，通過以下幾個方向研究基因和網路怎麼控制行為：

(1) 以光學、電學、工程、遺傳和電腦計算的方法發展腦科學研究的新工具
(2) 研究腦神經網路信息處理和資訊流動
(3) 以反向工程的方法重組腦神經網路
(4) 建構生物神經系統與機電訊號系統的交流界面
(5) 研究學習與記憶的分子計算機制
(6) 瞭解腦神經網路連接的正常發展和治療腦退化性疾病