Eksperti neirozinātnes jomā veic detalizētus laboratorijas eksperimentus un klīniskos pētījumus, lai uzzinātu par smadzeņu struktūru un darbību. Zinātnieki nosaka, kā darbojas noteikti kognitīvie procesi un kā dažādas smadzeņu zonas attīstās un mainās dzīves laikā. Lai kļūtu par daļu no neirozinātņu pētniecības komandas, indivīdam parasti ir jāiegūst doktora grāds specialitātē un vairāku gadu pieredze, lai izprastu izziņas neticami sarežģīto raksturu. Neirozinātņu doktora grāda iegūšana parasti ietver apmēram astoņus gadus ilgu koledžu un detalizētas disertācijas pabeigšanu, pamatojoties uz neatkarīgiem pētījumiem.
Cilvēks var sagatavoties neirozinātņu doktora programmai jau vidusskolā. Lai sagatavotos koledžas nodarbībām, viņš vai viņa var apgūt padziļinātus kursus bioloģijā, fizikā, anatomijā un psiholoģijā. Konsultanti var palīdzēt vidusskolēniem noteikt akreditētas bakalaura skolas, kas palīdzēs viņiem galu galā iekļūt doktorantūras programmās. Izvēloties četrgadīgo augstskolu, studentam jāņem vērā katras skolas zinātnes programmas reputācija un prakses vai zinātniskā asistenta amata iespējas.
Lielākā daļa koledžas pirmkursnieku vēlas iegūt neirozinātņu doktora grādu psiholoģijā, bioloģijā vai pirmsmedicīnas studijās. Šādas grāda programmas nodrošina studentiem pamatu iespējamajam pētniecības darbam. Studenti bieži apgūst kognitīvās psiholoģijas, smadzeņu un uzvedības pētījumu, anatomijas un statistikas kursus. Izmantojot klases un laboratorijas studijas, studentiem ir iespēja iepazīties ar pašreizējām pētniecības tendencēm un izlemt, kurās jomās viņi vēlas koncentrēt savu personīgo pētījumu. Daudzi studenti stažējas universitāšu laboratorijās, lai uzlabotu viņu izredzes tikt uzņemtiem absolventu programmās.
Tuvojoties bakalaura studiju programmas beigām, cerīgs neirozinātnieks var sākt pieteikties absolventu skolām. Lielākā daļa akreditēto universitāšu katru gadu atlasa ļoti ierobežotu skaitu pretendentu, pamatojoties uz izglītības panākumiem, uzņemšanas pārbaužu rezultātiem, pētniecības pieredzi un personīgām esejām. Iespējams, ka uzņemšanai tiks pieņemts potenciālais students ar skaidriem pētniecības mērķiem un stingriem bakalaura profesoru ieteikumiem. Jaunie studenti parasti tiekas ar konsultantiem, lai izveidotu pielāgotus grādu plānus, tostarp to kursu veidus, kurus viņi apmeklēs, un profesorus, ar kuriem viņi ir vispiemērotākie pētījumu veikšanai.
Neirozinātnes doktoranti apmeklē auditorijas lekcijas un piedalās laboratorijas pētījumos. Viņi bieži strādā komandās ar citiem studentiem un profesoriem, veicot nozīmīgus eksperimentus. Atkarībā no indivīda interešu jomas un specialitātes viņš vai viņa var palīdzēt noteikt kognitīvos procesus, izpētīt garīgo traucējumu ģenētisko pamatu vai izpētīt iespējamos medikamentu ieguvumus vai blakusparādības.
Lai iegūtu neirozinātņu doktora grādu, studentam parasti ir jāveic daudz neatkarīgu pētījumu. Rezultāti tiek apkopoti un sakārtoti kā disertācija, kas tiek prezentēta profesoru, augstskolu administratoru un praktizējošu neirozinātņu ekspertu grupai. Pēc sekmīgas disertācijas iesniegšanas un neirozinātņu programmas beigšanas indivīds var sākt meklēt pēcdoktorantūras stipendijas privātās laboratorijās, universitātēs un farmācijas uzņēmumos.