서울대학교 생명과학부 교수이다. 서울대학교를 졸업하고, 미국 컬럼비아대학교에서 박사 학위를 받았다. 한국과학기술원 연구원, 미국 컬럼비아대학교 신경생물학 및 행동연구소 박사후 연구원을 거쳤다. 국제 학술지 <몰레큘러 브레인(Molecular Brain)> 편집장을 맡고 있다. 서울대학교 자연과학대학 연구대상(2007), 과학기술부 우수과학자상(2007), 한국분자·세포생물학회 학술상 생명과학상(2008), 서울대학교 우수연구상(2011), 생화학분자생물학회 동헌생화학상(2012), 대한민국최고과학기술인상(2018), 삼성호암상(2021)을 수상했다. 2012년에는 ‘국가과학자’로 선정됐다. 저서로는 《인간과 우주에 대해 아주 조금밖에 모르는 것들》(공저) 《뇌약구체》(공저) 등이 있으며, 역서로는 《시냅스와 자아》 《신경과학》(공역) 《신경과학의 원리》(공역) 등이 있다. 《내가 처음 뇌를 열었을 때》를 함께 감수했다.