המרפאה למחקר נוירולוגי בשיקום ילדים מספקת מסגרת למחקר מבוסס ראיות לפיתוח והערכה של כלים אלקטרופיזיולוגיים לניטור ילדים עם מגוון פגיעות מוחיות והפרעות נוירולוגיות. המחקרים מתמקדים במתאמים קליניים של טיפולים רפואיים שונים לבין מדדים אלקטרופיזיולוגיים (אא"ג ואלקטרומיוגרפיה), וכן ביישום טיפולים כירורגיים נוירומודולטוריים במטופלים בעלי שיתוק מוחין דיסקינטי. בנוסף, המעבדה חוקרת תהליכי שיקום לבעלי הפרעות נוירומוסקולריות בעידן הטיפולים הגנטיים החדשים. לאחרונה, החלה המרפאה בחקר פוטנציאל השימוש בטכניקות למידת מכונה לניתוח נתוני ענק ("ביג דאטה") בחיפוש אחר דפוסים שיכולים לשמש לסיווג התקדמות המטופל והתגובות להתערבויות הטיפוליות השונות.