Cada acción, emoción y habilidad aprendida tiene una base biológica. La neurociencia conductual investiga esas bases al vincular los mecanismos neuronales con el comportamiento observable en animales y humanos.

Los investigadores utilizan lesiones, farmacología, herramientas genéticas, electrofisiología e imágenes para identificar los circuitos y las moléculas que generan comportamientos específicos. Algunas preguntas clásicas incluyen cómo el cerebro forma recuerdos, qué impulsa la motivación, cómo se transforma la información sensorial en acción y por qué ciertos comportamientos se vuelven patológicos.

Este campo se sitúa en la intersección de la psicología, la fisiología y la biología molecular. Los hallazgos aportan información para el tratamiento de la adicción, la ansiedad, los trastornos del movimiento y el deterioro cognitivo. Los modelos animales siguen siendo esenciales, ya que permiten manipulaciones causales que rara vez son posibles en humanos, mientras que los estudios en humanos constituyen la prueba definitiva de relevancia.

Un experimento conductual bien diseñado puede revelar cómo una sola sinapsis o una red distribuida influye en lo que un organismo hace a continuación.