Руководитель лаборатории – Лебедева Ирина Сергеевна, доктор биологических наук, профессор. В 1993 г. защитила кандидатскую диссертацию «ЭЭГ и сенсомоторные параметры в норме и при некоторых видах психических расстройств», а в 2008 г. – докторскую «Нейрофизиологические механизмы обработки слуховой информации в условиях избирательного внимания в норме и их аномалии при шизофрении». Круг научных интересов включает различные области биологической психиатрии, изучающие структурно-функциональную патологию головного мозга как один из базовых факторов возникновения и развития психических заболеваний. Является соавтором 160 научных работ, получено два авторских свидетельств на изобретения.
 
Лаборатория нейровизуализации и мультимодального анализа организована в 2013 г., однако исследования структуры головного мозга методами нейровизуализации проводились в Центре и ранее. Так, в период 1987–1993 гг. функционировала лаборатория нейроинтоскопии (лаборатория компьютерной томографии). Ее руководителем являлся проф., д.м.н. Станислав Борисович Вавилов – один из ведущих отечественных ученых в области компьютерной томографии. В ноябре 1984 г. С.Б. Вавилову (в составе коллектива авторов) была присуждена Государственная премия СССР за создание базовой конструкции ряда рентгеновских томографов и разработку единой системы их математического обеспечения. Основные задачи исследований научной группы под его руководством решались в области геронтопсихиатрии, был опубликован цикл прорывных статей, посвященных диагностике деменций позднего возраста с использованием метода компьютерной томографии. Отдельным направлением стали исследования головного мозга у больных шизофренией и членов их семей. С.Б. Вавиловым вместе с коллегами – Н.Ю. Савватеевой и С.А. Одинцовой, с применением методов компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии, были получены уникальные рентгенологические данные, которые успешно использовались специалистами-генетиками для анализа наследуемости анатомо-морфологических особенностей ЦНС. Исследования, проводимые в настоящее время в лаборатории нейровизуализации и мультимодального анализа, также ставят во главу угла мультидисциплинарный подход, в основе которого лежит тесное взаимодействие с психиатрами, психологами, нейрофизиологами, генетиками, иммунологами, что позволяет с большей эффективностью решать задачи дифференциальной диагностики, прогноза и планирования лечебных мероприятий. Одним из основных методов стал мультимодальный анализ – одновременное использование ряда методик, реализуемых на высокопольных (3 Тесла) магнитно-резонансных томографах. К их числу относятся структурная, функциональная и диффузионная магнитно-резонансная томография, протонная спектроскопия, бесконтрастная перфузия. Существенным элементом проводимой работы является использование программной обработки изображений, что позволяет объективизировать результаты в рамках статистической обработки. Большое внимание в лаборатории уделяется исследованиям процессов, связанных с риском развития эндогенных психозов. Подобная работа, объединяющая нейровизуализационные, нейропсихологические, нейрофизиологические изыскания, проводится в группах так называемого «клинического» и «семейного» риска. Последние годы в лаборатории нейровизуализации и мультимодального анализа активно разрабатываются темы, связанные с персонификацией проводимой медикаментозной и немедикаментозной терапии.
 
Основные направления научных исследований лаборатории:

• анализ структурно-функциональных аномалий головного мозга и механизмов их возникновения при различных психических заболеваниях (в первую очередь эндогенной природы);
• определение диагностической и прогностической значимости маркеров анатомо-морфологической и функциональной патологии головного мозга;
• разработка и адаптация методов нейровизуализации согласно задачам психиатрической клиники.

Научные сотрудники:

• Славуцкая Мария Валерьевна — ведущий научный сотрудник, доктор биологических наук
• Паникратова Яна Романовна — старший научный сотрудник, кандидат психологических нак
• Томышев Александр Сергеевич — старший научный сотрудник, кандидат биологических наук
• Помыткин Артем Николаевич — старший научный сотрудник, кандидат медицинских наук 
• Дудина Анастасия Николаевна — младший научный сотрудник
• Абдуллина Екатерина Гаяровна — младший научный сотрудник
• Касьяненко Надежда Валентиновна — лаборант-исследователь
• Богданова Евгения Дмитриевна — лаборант-исследователь
• Якупова Фарида Дамировна — лаборант-исследователь