李健博士的研究主要集中于人类与奖赏信息相关的学习和对应决策的认知神经机制的研究。其早期的工作证明了纹状体作为多巴胺神经元的主要投射区域在以获得奖赏最大化的情境中所承担的具体功能，纹状体的活动和被试动态调整决策实现利益最大化的过程呈显著的相关。李健博士的工作扩展了多巴胺奖赏通路的适用范围，即多巴胺环路和其具体的计算功能不仅仅局限于初级（如食物，水，性活动）和次级（如金钱）强化物，同样的机理同样适用于其他模态的强化物（如婴儿的微笑，社会其他群体的信任，艺术品的美感等）。提供了有力的证据支持不同模态的奖赏信息都与大脑多巴胺环路活动关系密切；个体对于这些多模态奖赏信息的过度依赖甚至成瘾和多巴胺环路活动的紊乱有直接的联系。李健博士近年来的工作集中于理解大脑其他参与关于奖赏学习和决策的脑区如何和纹状体协同作用提高学习效率。同时，他也关注社会信息如何干预和影响大脑中奖赏/多巴胺通路的活动从而影响个体的价值决策；这些工作对如何设计有效的干预手段调节人脑对于强化学习的依赖程度提供了具体的理论指导和实验数据支撑。