חוג לנוירוביולוגיה ואתולוגיה מתקיימים לימודים לתואר שלישי (ד״ר).
תוכנית הלימודים מיועדת להכשיר סטודנטים מצטיינים, בוגרי תואר שני תוך שימת דגש על מחקר אינטגרטיבי מהרמה המולקולארית/תאית ועד לרמת הארגון הנוירואנטומי וההתנהגותי.
תוכניות הלימודים והמחקר שמות דגש על מחקר בין–תחומי, החל משימוש בשיטות מולקולאריות וטכנולוגיות מתקדמות דרך שימוש בסורקי מוח ועד אנליזה התנהגותית.
מועמדים ללימודים יתבקשו להציג שני מכתבי המלצה מאנשי אקדמיה כאשר אחד מהם הוא מהמנחה שלהם בתזה לתואר מוסמך.
תלמידים במסלול הישיר לדוקטורט יידרשו להשלים מכסת קורסים בהיקף של 36 שש״ס. תלמידי המסלול יגישו את הצעת המחקר שלהם לא יאוחר מתחילת הסמסטר הרביעי ללימודיהם.