工作人员在喂养斑马鱼，科研人员在做电生理实验，蒲慕明参加2020上海科技节开幕式，实验室自主研发的新型光场显微镜，细胞克隆猴团队先进事迹报告会，研究员徐宁龙指导研究生做实验。
本世纪，人类理解自我的终极疆域在脑科学。它不仅关乎着人类的健康与福祉，而且关乎着生命存在形态的巨大颠覆。所以，脑科学已经成为了大国的“必争之地”。过去三十多年，中国的神经科学研究从蹒跚学步的“孩童”，成长为意气风发的“少年”，神经科学国家重点实验室就诞生在那关键的转折之中。
20世纪90年代被称为“脑的10年”，在此之前，神经科学基础研究与临床应用已取得一系列成果。为了探索人脑奥秘，攻克各种脑疾病，开发人工智能技术，欧美国家纷纷开始制订脑科学研究的长远战略计划，并宣布21世纪将是“脑科学时代”。然而，神经科学在中国起步晚、体量小，成长之路颇为艰难。
1999年，国际著名神经生物学家蒲慕明回国创建了一个全新体制的研究所——中国科学院神经科学研究所，标志着我国的神经科学研究迎来了新的发展时期。2000~2005年是神经所的“起步期”，在这个阶段，研究所建立了7个高水平课题组，连续独立承担国家“973”计划的基础前沿项目，神经发育与可塑性研究团队还荣获2011年度中国科学院杰出科技成就奖。
接下来的十年，是神经所关键的“成长期”。2007年，神经科学国家重点实验室随之诞生，并与研究所同成长、互支撑。实验室很快确立了神经发育与可塑性领域的优势地位，并大幅度吸纳了一批优秀的研究组长，拓展了实验室的研究方向。目前，神经科学国家重点实验室一半的科研力量聚焦在神经信息处理，另一个重要分支则是神经疾病机理。
随着研究方向的拓展，神经科学国家重点实验室正一步步实现成为国际主要神经生物学研究基地之一的目标。过去，基础科学的创新发现常常是“可遇而不可求”，但实验室要想获得更多重大突破，就必须“有求才可遇”。
实验室成员自2012年起作为项目负责人及主要力量，承担了中科院首批启动的5个B类战略性先导科技专项之一的“脑功能联结图谱”，并在此基础上组建了“中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心”。
在生物科学的发展历程中，模式动物实验平台起着重要作用。神经科学国家重点实验室的模式动物平台“应有尽有”，尤其是非人灵长类模式动物平台十年磨一剑的努力，为实验室的长远发展奠定了重要基础。2008年，蒲慕明做了一个十分冒险的决定——开展以非人灵长类为主要模式动物的研究。
为了让这个“没钱、没地、没人的三无”平台得以起步，蒲慕明动用了当时几乎全部的所长基金来支持猴场建设。2009年，蒲慕明召集团队讨论用非人灵长类模型专门研究脑疾病，经过反复论证，他们确定了用MECP2转基因的方法建立第一个自闭症的非人灵长类模型。
2016年，他们成功构建了世界首个在神经系统中特异性过表达MeCP2基因的转基因食蟹猴模型，并进行了长期的体征观察和大量行为学测试，发现转基因猴与MeCP2倍增综合征患者的临床表型非常相似。这一成果获得了当年科技部评选的“中国科学十大进展”。
2017年11月，体细胞克隆猴“中中”“华华”的成功诞生，被誉为“世界生命科学领域的里程碑式突破”。这一关键转折使神经科学国家重点实验室迎来了另一项重磅成果。
神经科学国家重点实验室成立于2007年，2009年通过验收正式成立，2011年和2016年两次参加全国生命科学领域国家重点实验室评估，均获得优秀。实验室定位于神经科学的基础研究，瞄准国际神经科学研究发展前沿和国家人口健康发展需求，发展生命科学研究通用的技术和方法，以期揭示大脑的工作原理和脑重大疾病发生的机制，为类脑人工智能领域的发展提供脑科学理论借鉴，为神经系统疾病的防治提供理论基础。