대학시절 공부했던 약학에 매료되어 신경과학을 전공했고, 그 기간 동안 신경전달이 일어나는 장소인 시냅스를 집중적으로 연구했다. 최근에는 자폐 연구에 매진하고 있는데, 특히 시냅스가 잘못되어 발생되는 자폐에 초점을 맞추고 있다. 어떻게 자폐가 발생하는지 또 치료 가능한 방법들은 있는지를 밝히는 데 큰 관심을 가지고 있다. 미시간 주립대학교에서 박사학위를 받고, 하버드 대학교에서 박사 후 과정을 받았다. 1997년 귀국 후 부산대학교 약학대학에서 연구하다 2000년부터 KAIST 생명과학과 교수로 재직 중이다. 지난 2012년부터는 기초과학연구원 (IBS) 시냅스 뇌질환 연구단 단장직을 맡고 있다. 2015년 '올해의 카이스트인'상을 수상했다.