Compte tenu de mon appétence pour la neurologie et la psychiatrie, je me suis spécialisé en neuropsychopharmacologie. Ma recherche s’est orientée sur la pharmacologie de la cognition et du comportement, dans la perspective de mieux traiter les maladies neurologiques et mentales, tant pour améliorer les symptômes que pour modifier le cours évolutif de ces maladies. Dans ce contexte, je me suis intéressé à différentes maladies neurologiques (accidents vasculaires cérébraux, maladie de Parkinson, maladie d’Alzheimer) ou psychiatriques (dépression, schizophrénie, addiction). J’ai développé cette recherche à la fois à partir de modèles animaux, d’études interventionnelles et de cohortes de patients, grâce à des explorations neurocomportementales, biologiques, électrophysiologiques et en neuro-imagerie. 

J’ai coordonné un programme de recherche européen consacré au développement de nouveaux médicaments dans la maladie d’Alzheimer qui s’est appuyé sur cette approche multimodale (Pharmacog, IMI, 2010-2016). Je suis inséré dans plusieurs réseaux internationaux consacrés aux troubles cognitifs d’origine vasculaire 5strokog, MICON). J’ai créée et animé pendant dix ans le réseau Strokavenir, consacré à la recherche translationnelle sur les AVC. Je suis actuellement auteur d’un peu plus de 370 articles originaux ou de synthèse, j’ai encadré ou co-encadré une quinzaine de thèses d’Université et servi de garant pour une dizaine d’Habilitation à Diriger des Recherches.