中心實驗室成立于1985年5月，是在王忠誠院士積極倡導下，設立的以大型儀器設備為主，以實現資源共享、專管共用、面向科研、服務于科研為目標的管理型科室。
  中心實驗室在老一輩實驗技術專家李天佑、劉淑英、李亮等同志們的共同努力下，歷經三十余年逐漸發展壯大。2011年在張亞卓所長（兼任中心實驗室主任）等所領導支持下，中心實驗室實現了跨越式發展，購置了用于形態學觀察、功能學檢測、分子定性定量分析等一大批先進的儀器設備，如飛行時間質譜系統、氣質聯用質譜系統、三重四級桿質譜系統、流式細胞分選系統、激光顯微切割及光壓反彈分離系統、超高分辨率激光掃描共聚焦顯微系統等。
  2018年10月遷入新址后，中心實驗室進行了整體規劃和布局，實驗室面積增加至800余平米，儀器設備進行優化整合，圍繞研究所的主要研究方向搭建了蛋白質組學質譜實驗平臺、基因組學實驗平臺、代謝組學實驗平臺、形態學實驗平臺等多個研究平臺，為重大神經系統疾病的基礎研究和臨床應用提供了強大的技術支持與保障。
  目前中心實驗室共有7人，其中副高職稱3人。