Spécialisé dans le développement et l'évolution du cerveau humain, il a fondé le Département de neurobiologie de l'université Yale et l'a dirigé pendant 37 ans. Il a également été le fondateur et le directeur de l'Institut Kavli pour les neurosciences et a reçu le premier prix Kavli en neurosciences, conjointement avec Sten Grillner(en) et Thomas Jessell(en), « pour les découvertes sur la logique fonctionnelle des circuits neuronaux » (2008)[1].