Contrairement au modèle traditionnel d’axes de recherche, la programmation de recherche du CTRN est articulée autour de thématiques de recherche. Définies suite à une analyse détaillée des intérêts et expertises de chacun des chercheurs du centre ainsi que de leurs méthodologies de recherche et ayant pour but de faciliter des échanges « rapprochés » entre nos chercheurs, chacune des thématiques regroupe des expertises allant de la recherche moléculaire et cellulaire jusqu’à son application chez l’homme. Plusieurs chercheurs du centre sont impliqués dans plus d’une thématique, la barrière entre chacune d'entres elles étant volontairement fluide et perméable afin de favoriser le travail collaboratif.
Les thématiques se veulent des regroupements dynamiques de chercheurs, capables de s’ajuster au milieu changeant de la recherche en neurosciences. Elles n’ont pas de visée permanente et peuvent évoluer. Ainsi, une nouvelle thématique peut être générée, soit pour exploiter les forces de nos chercheurs, soit pour aider à renforcer notre engagement scientifique et/ou social. De même, une thématique peut être amenée à disparaitre si sa pertinence n’est plus démontrée. Notre objectif est de maintenir 4 à 5 thématiques à la fois, afin d’avoir une masse critique de chercheurs dans chacune d’elles et ainsi avoir un impact significatif dans le domaine choisi. Les 4 thématiques actuelles fondées sur les forces présentes sur les différents sites sont:
- Vieillissement et maladies neurodégénératives;
- Douleur et contrôle sensorimoteur;
- Circuiterie et plasticité neuronale;
- Stress, sommeil et santé mentale.