Laskennallinen neurotiede on monipuolinen ja monitieteinen tiede. Se yhdistää monia aloja, kuten kognitiotieteen, sähkötekniikan, fysiikan ja tietojenkäsittelytieteen yhdeksi yhtenäiseksi alaksi. Sen tavoitteena on selittää monia biologisia, aivoihin ja hermojärjestelmään liittyviä ilmiöitä monitieteisestä näkökulmasta. Tällaisista tutkimuksista saaduista tiedoista voi olla hyötyä tulevaisuudessa useilla lääketieteen aloilla. Laskennallisen neurotieteen yleinen, korkein tavoite on selittää tietoisuusilmiö.
Alalla on useita pääpainopistealueita. Yksi painopiste on ihmisaivojen kyky erottaa ja oppia. Ihmisillä ja eläimillä on kyky paitsi erottaa erilaisia asioita, kuten seiniä ja puita, myös erottaa hyvin samankaltaiset asiat, kuten kasvot. Ihmiset tunnistavat edelleen joukosta vanhan ystävän kasvot useiden vuosien eron jälkeenkin. Niin normaalilta kuin tämä kuulostaakin, se on hämmästyttävä saavutus, jota neurotieteilijät kamppailevat edelleen ymmärtääkseen.
Neuroverkkojen käyttäytyminen on toinen laskennallisen neurotieteen tärkeä painopiste. Tämä painopiste hyödyntää ensisijaisesti tietojenkäsittelytieteen alaa. Tutkijat pyrkivät ymmärtämään signaalinsiirron menetelmiä ja malleja koko aivoissa. Tämä on välttämätöntä hermomallinnukselle, joka tekee tarkkoja malleja hermovuorovaikutuksista aivoissa.
Muisti, aihe, joka on hämmentynyt psykologeja vuosikymmeniä, on olennainen osa laskennallista neurotieteitä. Neurotieteilijät pyrkivät selittämään muutoksia, joita muistot kokevat ajan myötä. Pohjimmiltaan he haluavat selittää täysin lyhyen, keskipitkän ja pitkän aikavälin muistin. Nykyinen muistitutkimus keskittyy suurelta osin synapseihin, siihen, kuinka ne muuttuvat ajan myötä ja kuinka ne reagoivat ulkoisiin ärsykkeisiin.
Yksittäiset neuronit ovat laskennallisen neurotieteen pääasiallinen kiinnostuksen kohde. Neuroniverkostot lähettävät signaaleja koko kehoon. Motoriset neuronit käskevät kehon osia toimimaan, kun taas sensoriset neuronit raportoivat aivoille ulkoisista ärsykkeistä, kuten lämpötilasta.
Vaikka neuronit ovat vain yksittäisiä soluja, ne ovat poikkeuksellisen monimutkaisia. Tiedemiehet alkavat nähdä, että he reagoivat eri tavalla erilaisiin ärsykkeisiin ja voivat todellakin sopeutua ajan myötä tarvittaessa. Laskennalliset neurotieteilijät toivovat voivansa selittää nämä ilmiöt yhdessä koheesiivisessa hermomallissa.
Hermosto aivoista varpaiden kärkiin on välttynyt täydeltä selitykseltä aikojen saatossa. Tietoisuus, asia, joka todella erottaa ihmiset muista organismeista, on edelleen biologian tai psykologian ulottumattomissa. Laskennallinen neurotiede yhdistää useita kenttiä selittääkseen näitä ihmisen mysteereitä. Lopulta kenttä voi tehdä johtopäätöksen itse tietoisuudesta.