霊長類動物や遺伝子改変マウスなどの病態モデル動物から非侵襲的に脳の機能構造を同定するために、MRIにおける動物専用のコイルの開発やPETにおける新しい分子プローブの開発等を行い、他のイメージング技術との融合により機能的ネットワークの動的変化とその因果性を描出するための方法を確立した。本技術を用いて遺伝子改変モデルマウスや非ヒト霊長類であるマカクサルにおける機能的神経回路網の解析し、病態のみならず、学習や発達の段階で遷移する神経回路や脳・脊髄損傷後の機能代償に関わる回路を特定した。