Kolejnym ważnym aspektem rozwoju związku pomiędzy neuronaukami a neurologią, był rozwój genetyki molekularnej. Przełomowym momentem było zrozumienia zasad dziedziczenia choroby Huntingtona – która przekazywana jest w sposób autosomalny dominujący, związanej z ekspansją powtórzeń trójnukleotydowych CAG (cytozyna, arginina, guanina). Dziś choroby związane z powtórzeniami trójnukleotydowymi to jedna z liczniejszych grup chorób neurogenetycznych. Badania genetycznego podłoża bardziej złożonych chorób neurodegeneracyjnych rozwijały się wolniej, ale obecnie odkrywa się kolejne geny związane np. z chorobą Alzheimera. Badaniem tych mechanizmów zajmuje się neurogenetyka.
Psychiatria Postęp w badaniach mechanizmów chorób psychicznych był wolniejszy niż neurologicznych, ponieważ większość z tych zaburzeń (np. schizofrenia, depresja, zaburzenie obsesyjno-kompulsyjne, nerwice, uzależnienia) to złożone i poligenowe zespoły, na które duży wpływ wywierają czynniki środowiskowe. Po drugie, w przeciwieństwie do zaburzeń neurologicznych, niewiele wiadomo o anatomicznych i biologicznych składowych chorób psychicznych. Dopiero dzięki odkryciu amin biogennych możliwy stał się rozwój takich dziedzin jak psychofarmakologia;