Η νευροεπιστήμη είναι ένα ευρύ επιστημονικό πεδίο που περιλαμβάνει φυσιολογικές και ψυχολογικές μελέτες του ανθρώπινου εγκεφάλου και του νευρικού συστήματος. Άτομα από πολύ διαφορετικό εκπαιδευτικό υπόβαθρο ασχολούνται με τη νευροεπιστημονική έρευνα, με την ελπίδα να συντονίσουν τα ευρήματα σε μια μεγαλύτερη εξήγηση ενός τόσο πολύπλοκου συστήματος. Πολλοί από τους σημερινούς κορυφαίους ψυχολόγους, βιολόγους, χημικούς και ιατρικούς ερευνητές ασχολούνται με νευροεπιστήμες. Ανεξάρτητα από τον τομέα της εμπειρίας ενός ατόμου, η έναρξη σε ανεξάρτητη έρευνα νευροεπιστήμης συνήθως συνεπάγεται απόκτηση μεταπτυχιακού ή διδακτορικού τίτλου και ολοκλήρωση μεταπτυχιακής υποτροφίας σε πανεπιστήμιο, νοσοκομείο ή ιδιωτικό ερευνητικό εργαστήριο.
Οι μαθητές λυκείου που σχεδιάζουν κάποια μέρα να διεξάγουν έρευνα νευροεπιστήμης μπορούν να προετοιμαστούν παρακολουθώντας προηγμένα μαθήματα επιστήμης και μαθηματικών. Τα μαθήματα βιολογίας, χημείας και φυσικής μυούν τους μαθητές στις αρχές της επιστημονικής έρευνας και των εργαστηριακών τεχνικών. Τα προηγμένα μαθήματα μαθηματικών και στατιστικών διδάσκουν τους εκκολαπτόμενους ερευνητές πώς να ερμηνεύουν δεδομένα και να εφαρμόζουν διαφορετικούς τύπους. Οι απόφοιτοι συνήθως υποβάλλουν αίτηση για εισαγωγή σε τετραετή κολέγια και πανεπιστήμια με αξιόλογα τμήματα επιστήμης.
Οι προπτυχιακοί φοιτητές που ενδιαφέρονται για την έρευνα της νευροεπιστήμης έχουν πολλές επιλογές όταν επιλέγουν τους τομείς σπουδών τους. Οι μαθητές που ενδιαφέρονται για τις φυσιολογικές πτυχές του νευρικού συστήματος μπορεί να επιλέξουν να σπουδάσουν σε μια βιολογική επιστήμη, ενώ εκείνοι που ασχολούνται με συμπεριφορές, συναισθήματα και άλλα εννοιολογικά θέματα συχνά σπουδάζουν στην ψυχολογία. Πολλοί μαθητές παίρνουν θέσεις πρακτικής άσκησης στα εργαστήρια των σχολείων τους, δίνοντάς τους την ευκαιρία να αποκτήσουν εμπειρία από πρώτο χέρι στα βασικά της νευροεπιστημονικής έρευνας. Με την αποφοίτησή τους, οι περισσότεροι φοιτητές νευροεπιστήμης υποβάλλουν αίτηση σε διαπιστευμένα προγράμματα μεταπτυχιακών ή διδακτορικών τίτλων.
Οι μεταπτυχιακοί και οι διδακτορικοί φοιτητές λαμβάνουν γενικά εντατική διδασκαλία στην τάξη και στο εργαστήριο, μαθαίνοντας όλες τις δεξιότητες που θα χρειαστούν όταν αρχίσουν να διεξάγουν ανεξάρτητη έρευνα. Για να δοκιμάσουν τις ικανότητες των υποψήφιων επιστημόνων, πολλά προγράμματα απαιτούν από τους φοιτητές να διατυπώσουν διπλωματικές εργασίες σχετικά με ορισμένες πτυχές της νευροεπιστήμης και να υπερασπιστούν τα ευρήματά τους μπροστά σε μια ομάδα καθηγητών και εμπειρογνωμόνων. Μετά την έγκριση μιας διατριβής και την ολοκλήρωση ενός προγράμματος πτυχίου, ένας απόφοιτος μπορεί να ακολουθήσει πρακτική άσκηση ή υποτροφία σε ερευνητικό ίδρυμα.
Πολλά πανεπιστήμια, νοσοκομεία και ερευνητικά εργαστήρια προσφέρουν επίσημα μεταδιδακτορικά και μεταπτυχιακά προγράμματα κατάρτισης για νέους επιστήμονες και ψυχολόγους. Οι εκπαιδευόμενοι συνήθως παρατηρούν και βοηθούν έμπειρους επαγγελματίες στην έρευνά τους, εκτελώντας εργασίες όπως η εγκατάσταση εργαστηριακού εξοπλισμού, η διενέργεια αξιολογήσεων και πειραμάτων, η καταγραφή αποτελεσμάτων, η υποβολή αιτήσεων για επιχορηγήσεις και η συγγραφή επιστημονικών εργασιών. Μετά από ένα έως τρία χρόνια εμπειρίας, ένας επιστήμονας μπορεί να είναι σε θέση να αρχίσει να σχεδιάζει και να διεξάγει ερευνητικά πειράματα νευροεπιστήμης. Εκτός από τον εμπλουτισμό της κατανόησής μας για τον ανθρώπινο εγκέφαλο, οι ασκούμενοι ερευνητές νευροεπιστήμης είναι απαραίτητοι για τη δημιουργία νέων φαρμάκων και τεχνικών θεραπείας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να σώσουν αμέτρητες ζωές.