Neurologijos srities ekspertai atlieka išsamius laboratorinius eksperimentus ir klinikinius tyrimus, kad sužinotų apie smegenų struktūrą ir funkcijas. Mokslininkai nustato, kaip veikia tam tikri pažinimo procesai ir kaip įvairios smegenų sritys vystosi ir keičiasi visą gyvenimą. Norint tapti neurologijos tyrimų grupės dalimi, asmuo paprastai turi įgyti specialybės daktaro laipsnį ir įgyti kelerių metų patirties, kad suprastų neįtikėtinai sudėtingą pažinimo prigimtį. Įgyti neurologijos mokslų daktaro laipsnį paprastai apima maždaug aštuonerius metus koledže ir išsamios disertacijos, pagrįstos nepriklausomais tyrimais, užbaigimą.
Neurologijos doktorantūros programai žmogus gali ruoštis dar vidurinėje mokykloje. Norėdamas pasiruošti kolegijos pamokoms, jis gali lankyti pažangius biologijos, fizikos, anatomijos ir psichologijos kursus. Konsultantai gali padėti vidurinių mokyklų studentams nustatyti akredituotas bakalauro mokyklas, kurios galiausiai padės jiems patekti į doktorantūros programas. Rinkdamasis ketverių metų universitetą, studentas turėtų atsižvelgti į kiekvienos mokyklos mokslo programos reputaciją ir galimybes atlikti praktikos ar mokslinio asistento pareigas.
Dauguma kolegijos pirmakursių, norinčių įgyti neurologijos mokslų daktaro laipsnį psichologijos, biologijos ar ikimedicininių studijų srityse. Tokios studijų programos suteikia studentams pagrindą galimam moksliniam darbui. Studentai dažnai lanko kognityvinės psichologijos, smegenų ir elgesio studijų, anatomijos ir statistikos kursus. Studijuodami klasėje ir laboratorijoje studentai turi galimybę susipažinti su dabartinėmis mokslinių tyrimų tendencijomis ir nuspręsti, kuriose srityse jie nori sutelkti savo asmeninius tyrimus. Daugelis studentų stažuojasi universitetų laboratorijose, kad padidintų savo galimybes būti priimtiems į magistrantūros studijų programas.
Baigiantis bakalauro studijų programai, viltingas neurologas gali pradėti teikti paraiškas aukštosiose mokyklose. Dauguma akredituotų universitetų kiekvienais metais atrenka labai ribotą kandidatų skaičių, atsižvelgdami į mokymosi sėkmę, stojimo testų balus, mokslinių tyrimų patirtį ir asmeninius rašinius. Tikėtina, kad būsimasis studentas, turintis aiškius tyrimo tikslus ir tvirtas bakalauro dėstytojų rekomendacijas, bus priimtas. Nauji studentai paprastai susitinka su patarėjais, kad sudarytų pasirinktinius studijų planus, įskaitant kursų tipus ir dėstytojus, su kuriais jie geriausiai tinka atlikti tyrimus.
Neurologijos doktorantai lanko paskaitas auditorijoje ir dalyvauja laboratoriniuose tyrimuose. Jie dažnai dirba komandose su kitais studentais ir dėstytojais, atlikdami prasmingus eksperimentus. Priklausomai nuo asmens interesų srities ir specialybės, jis gali padėti nustatyti pažinimo procesus, ištirti genetinį psichikos sutrikimo pagrindą arba ištirti galimą vaistų naudą ar šalutinį poveikį.
Norint gauti neurologijos mokslų daktaro laipsnį, studentas paprastai turi atlikti daug nepriklausomų tyrimų. Rezultatai renkami ir suskirstomi į disertacijos formą, kuri pristatoma profesorių, universiteto administratorių ir praktikuojančių neurologijos ekspertų komisijai. Sėkmingai pristatęs disertaciją ir baigęs neurologijos programą, asmuo gali pradėti ieškoti podoktorantūros stažuočių privačiose laboratorijose, universitetuose ir farmacijos įmonėse.