뇌를 연구하는 신경과학자. 현재 예일대 신경과학과 석좌교수(Dorys McConnell Duberg Professor)다. 서울대 경제학과를 졸업한 후 인간의 마음과 행동을 이해하기 위해 미국 일리노이대 대학원에 진학하여 신경과학을 전공했다. 고양이의 뇌에서 시각정보가 처리되는 과정을 연구하여 박사 학위를 취득한 뒤 미네소타대 생리학과에서 박사후 연구원으로 원숭이의 대뇌피질을 연구했다. 현재는 예일대 신경과학과에서 의사결정 과정에 대한 뇌의 메커니즘을 연구하고 있다. 특히 강화 학습과 경제적 선택에 있어 전전두피질과 기저핵의 역할에 관심이 있다. [사이언스(Science)], [네이처(Nature)], [뉴런(Neuron)], [신경과학 저널(Journal of Neuroscience)]과 같은 국제적인 저널에 90편 이상의 논문들을 발표했다. [신경과학 저널]의 편집자로 활동 중이며, 뉴로게이저의 공동창업자 및 최고과학책임자이기도 하다. 저서로 『지능의 탄생』, 『이대열 선생님이 들려주는 뇌과학과 인공지능』 등이 있다.