O NeuroLAB aplica os fundamentos da engenharia química no entendimento dos processos cerebrais. O laboratório se concentra principalmente em doenças degenerativas, como Alzhaimer, em doenças associadas à corrente sanguínea, como Aneurismas e AVCs, e em problemas sistêmicos, como Epilepsia e Disturbios de Memória.  A abordagem é principalmente através de modelagem matemática e simulação computacional. O NeuroLAB possui convênios com laboratórios experimentais, possibilitando a participação dos seus estudantes na coleta de dados visando à validação dos modelos matemáticos.

Para estas atividades, o laboratório conta com um corpo técnico-científico de alta qualificação e com uma ampla e bem equipada infraestrutura computacional. Sua equipe é formada por professores, pós-doutores e alunos de doutorado, mestrado e iniciação científica. Além de engenheiros químicos e engenheiros de alimentos, o laboratório conta com médicos, biomédicos, biólogos, engenheiros de computação e analistas de sistemas. O ambiente é multidisciplinar e estimulante.