آزمایشگاه مطالعات سه بعدی مغز یکی از آزمایشگاه‌های وابسته به پژوهشکده علوم شناختی و مغز دانشگاه شهید بهشتی است که در پژوهشکده علوم و فناوری‌های پزشکی واقع شده است و با هدف انجام پژوهش‌های علوم اعصاب شناختی با استفاده از مدل‌های حیوانی جهت شناخت ساختار و کارکرد مغز با تمرکز بر نقش عوامل محیطی بر ساختار و عملکرد مغز، اختلالات عصب تحولی و مطالعات سه بعدی به روش استرئولوژی با همکاری تیم‌های خارجی از کشورهای دانمارک و سوئد در سال 1396 تاسیس و آغاز به کار کرده است.

مطالعات سه بعدی استرئولوژی به دلیل امکان تفسیر سه بعدی و به حداقل رساندن فاصله داده‌ها با حقیقت در مقایسه با رو‌‌های رایج دیگر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند.

این آزمایشگاه دارای چهار بخش شامل:

•  اتاق پرورش حیوانات
• اتاق آزمون‌های رفتاری (محیط مغز)
• آزمایشگاه جراحی و هیستولوژی
• آزمایشگاه نورواسترئولوژی 

که تسهیلات لازم از مرحله پرورش حیوان و ایجاد مدل حیوانی تا انجام آزمون‌های رفتاری با امکان ضبط ویدئو جهت ثبت پارامترهای رفتاری، جراحی و استخراج نمونه‌های بافتی و خون و غیره جهت بررسی‌های میکروسکوپی با استفاده از ست‌آپ پیشرفته استرئولوژی (میکروسکوپ نوری مجهز به لنزهای با قابلیت نفوذ به عمق بافت، دوربین و صفحه متحرک و همچنین نرم‌افزار نیوکست) برای پژوهشگران در این حوزه فراهم می‌کند.

آزمایشگاه مطالعات سه‌بعدی مغز امکان همکاری با گروه‌های دیگر فعال در حوزه علوم اعصاب مانند گروه‌های محاسباتی و مدل‌سازی عصبی، مهندسی، روان‌شناسی، و زیرشاخه‌های علوم زیستی (نانوتکنولوژی، فیزیولوژی و غیره) جهت تعریف پروژه‌های مشترک را دارد.