המנגנונים התאיים והמולקולריים המעוררים יצירת חרוטי צמיחה ועיצוב מחדש של הציטוארכיטקטורה של נוירונים, שינויים לטווח זמן ארוך, למידה הוזיכרון ברמת הנוירון הבודד; ניתוח המנגנונים המאפשרים לנוירון להתארך, לסגת לנווט, ולשנות צורתו כחלק מתהליכי למידה וזיכרון; הדיפרציאציה של חרוט צמיחה לטרמינאל פרה-סינפטי בעקבות הכרת תא מטרה; סינפטוגנזה ושינויים לטווח זמן ארוך; בניה ולימוד התכונות של היברידים נוירו-אלקטרוניים; בניה ולימוד התכונות של סינפסות מלאכותיות בין נוירונים וטרנזיסטורים.