太阳城集团生理学科自2003年始开展认知神经科学和神经变性疾病的发病机制及防治研究，并于2011年6月成立了太阳城集团神经科学研究所。在不断创新和开拓过程中，形成了特色鲜明、队伍稳定、研究水平处于省内先进行列的两个研究方向：认知障碍性发病机制及防治和神经变性病发病机制及防治。2018年以神经科学研究所为依托，联合太阳城集团生化、生物学教研室，太阳城集团附属第一、第二和附属南华医院神经内科组建并获批了“神经变性与认知障碍衡阳市重点实验室”。可喜的是，2021年研究所在原“神经变性与认知障碍衡阳市重点实验室”基础上组建并获批了“重大脑疾病湖南省重点实验室”。实验室主要围绕重大脑疾病发生和干预的神经机制及诊疗策略的科学问题，聚焦神经退行性疾病、认知障碍性疾病、抑郁症等重大神经系统疾病，从基础研究入手，针对发病机制、早期预警和诊断、干预和治疗，多学科多层次地开展相关的基础与临床医学研究，探讨重大脑疾病的发病机理和治疗方法。实验室目前已建立了实验动物、细胞生物学、蛋白组学和分子生物学等重大脑疾病的实验平台，为整个湖南地区提供了一个重大脑疾病的科研和学术交流平台，辐射、引领和推动了湘南地区的神经科学学科学术和诊疗技术的发展。
目前，研究所拥有科研人员13名，全部具有博士学位，其中正教授2名，副教授6名。博士生导师1人，硕士研究生导师13人，湖南省“121创新人才工程”(第二层次)人选1人，湖南省高校学科带头人1人，湖南省高层次卫生人才 “225” 工程学科带头人2人。
经过近二十年的不断努力，太阳城集团神经科学研究所在国家科研项目，科技创新能力，人才培养和平台建设等方面形成了明显的优势和特色。先后承担973子课题1项、国家自然科学基金16项以及湖南省自然基金项目和教育厅重点项目等40余项，课题总经费达1000万元以上。发表SCI收录论文150余篇。近5年来先后获得湖南省自然科学一等奖1项。 先后培养硕博士研究生60余名，其中获得湖南省优秀硕士论文5篇。
