脑科学技术研究是21世纪人类所面临的重大挑战。理解脑的工作机制，进而揭示人类智能的形成和运作原理，对人脑认知功能开发、模拟和保护，决定未来人口素质，抢占国际竞争的技术制高点具有重要意义。科技发达国家和国际组织早已充分认识到脑科学研究的重要性，在既有的脑科学研究支持外相继启动了各自有所侧重的脑科学计划。
从2016年宣布投入10亿美元支持脑科学研究开始，陈天桥在基础研究领域已经耕耘了5年。2020年10月23日，TCCI第一个脑科学前沿实验室，在大型神经医学中心上海华山医院虹桥院区落成投入使用。实验室包括了脑机接口、睡眠梦境、认知评估、数字医疗等多项内容，将以国际化和产业化为核心特色，进一步支持脑科学研究。
TCCI也通过研究大脑为残障人士提供帮助。神经科学教授Richard Andersen通过研究大脑的“感觉”来让瘫痪的病人再次获得感觉。为了帮助盲人恢复视力，生物科学教授Markus Meister通过研究大脑的“视觉”来帮助盲人导航。
