한국뇌연구원(韓國腦硏究院, 영어: Korea Brain Research Institute, 약칭: KBRI)은 뇌 분야에 관한 연구 및 그 이용과 지원에 관한 기능을 수행하고, 뇌 분야에서 학계·연구기관·산업계 간의 유기적 협조체제를 유지·발전시키기 위하여 설립된 대한민국 과학기술정보통신부 산하 직할 출연 연구기관이다. 소재지는 대구광역시 동구 첨단로 61(신서동)에 있다.
설립 근거는 「뇌연구 촉진법」 제17조(연구소의 설립)이다. 해당 조항은 뇌 분야 연구 및 이용·지원 기능 수행을 위하여 정부가 출연하는 연구소를 설립할 수 있도록 규정하고 있다. 한국뇌연구원은 이 법적 근거에 따라 1998년 6월 「뇌연구 촉진법」이 제정되면서 처음으로 설립이 계획되었고, 이후 2009년 9월 설립 추진계획이 확정되었으며, 2011년 6월 유치지역으로 대구가 최종 선정되어 2011년 12월 14일에 공식 설립되었다.
주요 연혁을 살펴보면, 2012년 7월 초대 원장으로 서울대학교 의과대학 서유헌 교수가 선임되었고, 2013년 2월 기공식을 거쳐 2014년 12월 건물이 준공되었다. 이후 2015년 7월 DGIST 김경진 교수가 제2대 원장으로, 2018년 12월 UNIST 서판길 교수가 제3대 원장으로 취임하였다. 2022년 12월 우뇌동이 준공되었고, 2023년 8월 실용화센터가 준공되었다.
조직 측면에서 한국뇌연구원은 크게 연구본부, 연구전략실, 경영기획실, 뇌연구정책센터로 구성되어 있다. 연구본부에는 감각·운동시스템연구그룹, 뇌발달질환연구그룹, 신경·혈관단위체연구그룹, 신경회로연구그룹, 인지과학연구그룹, 정서·인지질환연구그룹, 치매연구그룹, 퇴행성뇌질환연구그룹, 글로벌정서중독연구사업단 등의 연구 조직이 운영되고 있다. 연구전략실 산하에는 인간 뇌자원의 수집·관리·분양 체계를 구축하는 한국뇌은행, 첨단 뇌연구 장비의 공동 활용을 지원하는 첨단뇌연구장비센터, 실험동물 시설을 운영하는 실험동물센터 등 핵심 인프라가 설치되어 있다. 또한 뇌연구정책센터는 국가 및 기관의 뇌연구 전략을 기획·지원하는 싱크탱크 역할을 수행하고 있다.
연구 활동 측면에서 한국뇌연구원은 치매·퇴행성 뇌질환 등 주요 뇌질환의 기전 규명과 진단·치료 전략 개발, 신경회로와 인지 기능의 이해, 감각·운동 시스템 연구, 정서질환 및 중독 연구 등 다양한 분야의 기초·응용 연구를 수행하고 있다. 아울러 대내외 홍보, 국내외 협력 네트워크 구축, 뇌과학 관련 학술 행사 개최 등을 통해 과학문화 확산에도 기여하고 있다.
한국뇌연구원은 설립 당시 대구경북과학기술원(DGIST)의 부설기관으로 출범했으나, 2012년 10월 지역 국회의원들이 독립 법인화를 내용으로 하는 「뇌연구 촉진법 일부 개정법률안」을 국회에 제출하는 등 독립 법인화 논란이 있었다. 이에 대해 독립 법인화를 찬성하는 측은 전국 뇌과학 허브 기관으로서의 역할 수행과 뇌 관련 클러스터 조성 촉진을 내세웠고, 반대하는 측은 DGIST 부설 유지 시 시너지 효과를 기대할 수 있다는 점을 강조하였다.
한편 2025년 8월 보도에 따르면, 한국뇌연구원에서 선임연구원의 무단결근 및 무단이석이 장기간 방치된 사실이 드러나 복무관리 소홀 논란이 제기되었으며, 이와 관련하여 기관장 임기 연장에 따른 리더십 공백 등 조직 운영상의 문제점이 지적된 바 있다.
