Methodisch beschäftigt sich die Arbeitsgruppe vornehmlich mit elektrophysiologischen Techniken, insbesondere den nicht-invasiven (durch die Schädeldecke hindurch) Hirnstimulationsverfahren. Zusätzlich zu den unterschiedlichen Verfahren der Hirnstimulation werden weitere elektrophysiologische Methoden der klinischen Neurophysiologie (z. B. evozierte Potentiale und Multikanal-Elektorenzephalographie) sowie psychophysische Methoden, Kinematographie, Videoaufzeichnungen und Tests der Kognition eingesetzt. Das Labor entwickelt auch selbst neue Stimulationsmethoden.
Kooperationen bestehen mit anderen neuropsychiatrischen und neurowissenschaftlichen Abteilungen der Universität Leipzig, den Max-Planck-Instituten und anderen in- und ausländischen Forschergruppen. Mehrere Methoden, mit denen sich Hirnfunktionen auf einer systemphysiologischen Ebene beschreiben lassen, können komplementär zueinander angewendet werden, z. B. funktionelle und strukturelle Magnetresonanztomographie (Abt. Neuroradiologie, Prof. Dr. K.-T. Hoffmann; MPI und Tagesklinik für kognitive Neurologie, Direktor: Prof. Dr. A. Villringer) und nuklearmedizinische Verfahren (Klinik für Nuklearmedizin, Direktor: Prof. Dr. O. Sabri).
