L'objectif scientifique de l'ICM est de comprendre les causes et les mécanismes des grandes pathologies du système nerveux, et de proposer des traitements nouveaux et spécifiques dans une perspective à court terme.

Grâce aux progrès de la recherche en neurosciences, le traitement des maladies du système nerveux qui était surtout considéré comme symptomatique et palliatif deviendra plus efficace, et pourra être préventif et curatif.
Il est donc de notre responsabilité à tous de renforcer la recherche pour :
- prévenir ou stopper l'évolution de ces affections; c'est le rôle de la neurobiologie moléculaire et cellulaire
- assurer le mieux-être des patients porteurs d'affections chroniques et handicapantes ; c'est le rôle des sciences neurophysiologiques, cognitives et humaines

Du gène au comportement et du comportement au gène, la recherche sera globale. Les approches dans le domaine de la neurobiologie moléculaire et cellulaire, de la neurophysiologie, des sciences de la cognition et de la thérapeutique ont été menées jusqu'à présent de façon dispersée au niveau planétaire. Réunir ces activités en un même lieu, c'est s'assurer de pouvoir proposer aux patients des traitements de haut niveau. En la matière, l'ICM se pose comme un pôle de recherche unique au monde.

De nombreux cliniciens et chercheurs travaillent déjà sur le site Pitié-Salpêtrière. Cet ensemble hospitalier est intégré dans un site universitaire, incluant un fort potentiel d'activité d'enseignement (Université Paris VI) et de recherche, en partenariat avec les grands organismes de recherche, dont l'INSERM et le CNRS.

- Neuroimagerie avec quatre IRM dont trois 3 Teslas et une 7 Teslas et une magnétoencéphalographie (MEG),
- Imagerie cellulaire,
- Génétique moléculaire,
- Vectorologie,
- Cultures de cellules,
- Neurophysiologie clinique,
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