生物物理学和脑科学家。1965年毕业于莫斯科大学生物物理学专业，1979年获慕尼黑大学自然科学博士学位（Dr.rer.nat. with  Summa Cum Laude)。这是在第二次世界大战后，中国学者在联邦德国获得的第一个博士学位，也同时是“文革”后中国学者在国外获得的第一个博士学位。2003年当选为中国科学院院士。中国科学院生物物理研究所、中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所研究员、中国科学院大学生命科学学院荣誉讲席教授。

国家自然科学基金委重大项目《神经网路理论模型和应用方法研究》首席科学家(1990-1993)；“973”项目《脑发育和可塑性基础研究》（2000-2005）首席科学家;《脑结构与功能的可塑性研究》首席科学家（2006-2008）; 中国科学院战略性先导科技专项（B类）脑科学前沿与交叉研究《脑功能联结图谱研究计划》的首席科学家（2012-2017）。现任KJW某项目首席科学家。

他师从德国马普学会生物控制论研究所莱夏特（W.Reichardt）教授。多年从事复眼高速视觉信息加工、学习记忆抉择和计算神经科学研究。他在基因－脑－行为－认知相结合的框架下，从演化+选择的角度和复杂性科学的角度对果蝇的学习记忆与抉择等高级认知的精准神经环路和网络机制开展系列研究。他于2001年作为通讯作者在美国《科学》发表中国神经科学领域的第一篇研究论文。2006年度何梁何利生命科学奖, 2004-2006年度上海市劳动模范称号，2006年获中国科学院先进工作者称号，2008年度亚太神经网络协会杰出成就奖。

著有《计算神经科学》(2000)，参与编写《神经信息学与计算神经科学》(2012)等著作。已在国际知名科学杂志 Science 上发表三篇研究论文（2001,2005，2007），三篇在 PNAS （2013，2018，2019），四篇在 The Journal of Neuroscience （2007，2012，2013, 2013），一篇e- Life （2016），以及其它核心期刊等发表多篇研究论文 ， 曾两次受邀为《 Invertebrate Learning and memory 》（Elsevier，2013）和 《 Learning and Memory: A Comprehensive Reference, 2^nd Edition 2016 》撰写果蝇视觉认知综述，受邀在《中国科学70周年》发表综述《探索自然智慧本质，照亮类脑智能之路- 果蝇学习记忆与抉择的神经环路机制研究》（2019）。