Der übergeordnete Forschungsschwerpunkt des Instituts für Anatomie II liegt im Bereich der molekularen und zellulären Neuroanatomie. Dabei wird in einem vertikalen Ansatz die Funktion einzelner neuronaler Gene von der zellulären bis hin zur Verhaltensebene untersucht.

Die Arbeitsgruppe von Prof. von Gall erforscht Synchronisationsmechanismen im zirkadianen System der Säuger. Das zirkadiane System der Säuger besteht aus dem Lichteingang (Retina), dem endogenen Rhythmusgenerator (Nucleus suprachiasmaticus) und diversen untergeordneten Oszillatoren im ZNS und in der Peripherie. Dieses zirkadiane System gewährleistet eine zeitlich optimierte Abstimmung von kognitiven Leistungen, Nahrungsaufnahme, Hormonproduktion, Körpertemperatur und verschiedensten anderen Körperfunktionen. Bisherige Untersuchungen von Prof. von Gall haben gezeigt, dass das Hormon Melatonin eine sehr wichtige rhythmische Signalsubstanz im zirkadianen System ist. Mäuse mit gezielten Deletionen membranständiger Melatoninrezeptoren, dienen der Charakterisierung der Melatoninwirkung auf periphere Oszillatoren. Die Bedeutung des molekularen Uhrwerks für zelluläre Prozesse wird mit Hilfe uhrengendefizienter Mäuse analysiert. Neben grundlegenden Fragen zu zellulären und molekularen Mechanismen der Rhythmogenese und zu Synchronisationsmechanismen am Modellorganismus Maus, beschäftigt sich die Arbeitsgruppe vor allem mit physiologischen und pathologischen Alterungsprozessen des zirkadianen Systems. Bisherige Arbeiten von Prof. C. von Gall haben gezeigt, dass sich physiologische und pathologische Alterungsprozesse auf verschiedene Komponenten des zirkadianen Systems auswirken. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt in der Aufklärung von zirkadianen Regulationsmechanismen neuroendokriner Sekretion.