Die Hauptzielsetzung des INC besteht in der Entwicklung kurzlebig markierter Radiotracer für die biomedizinische Anwendung vorwiegend in der physiologischen und pharmazeutischen Hirnforschung. Die wissenschaftlichen Arbeiten haben alle mittel- bis langfristigen Charakter und werden von sechs Arbeitsgruppen durchgeführt.

Für die verschiedenen Anwendungen werden neue, medizinisch relevante Radionuklide entwickelt und Kernreaktionsdaten mittels radiochemischer Methoden bestimmt. Der Erhalt kompetenten Know-hows zur Radionuklidherstellung bedingt dabei die Pflege auch theoretisch relevanter grundlegender Kernchemie. Die Verfügbarkeit der vier Beschleuniger des FZJ stellt eine notwendige Basis dieser Arbeiten dar.

Die radiopharmazeutischen Forschungsarbeiten umfassen die Untersuchung, Neu- oder Weiterentwicklung trägerarmer Markierungsmethoden auch für neuere Radionuklide als Grundlage der Entwicklung von Radiotracern vorwiegend für die Emissionstomographie. Dabei stehen Liganden serotonerger, glutaminerger und adenosinerger Rezeptoren und synaptischer Wiederaufnahmetransporter sowie Inhibitoren regulatorischer Enzyme des Gehirns im Vordergrund.

Im Bereich der Radiopharmakologie werden entsprechend einem gemeinsamen Programm mit dem Institut für Medizin (IME) des FZ Jülich die neu entwickelten oder modifizierten Radiotracer im Hinblick auf die jeweils relevanten (patho-)physiologischen Prozesse hin evaluiert. Entsprechende präklinische Untersuchungs- und Bewertungsmethoden werden für kurzlebige Tracer entwickelt.

Die daraus entwickelten Radiopharmaka werden durch eine Servicegruppe auch externen Kliniken zur Verfügung gestellt. Diese Zusammenarbeit sowie Kontakte mit der Pharmaindustrie gewährleisten eine breite und schnelle praktische Anwendung der entwickelten Radiodiagnostika.