Les recherches de Shahab sont centrées sur l'intersection des neurosciences et de l'IA, également appelée NeuroAI. Il étudie la perception visuelle et l'apprentissage dans les cerveaux biologiques et les réseaux neuronaux artificiels. Il utilise l'apprentissage profond comme cadre de calcul pour modéliser l'apprentissage et la perception dans le cerveau, et exploite notre compréhension du système nerveux pour créer une intelligence artificielle d'inspiration plus biologique.

Campés en psychologie du développement, les intérêts de recherche de notre équipe s’articulent autour de l’idée de liens réciproques entre les expériences sociales lors des premières années de vie et le développement social, neurocognitif et psychophysiologique de l’enfant. Nous nous intéressons notamment à mesurer soigneusement divers aspects des relations mère-enfant et père-enfant afin de comprendre en quoi celles-ci nous permettent de mieux comprendre le  développement des rythmes de sommeil, du cerveau, de la cognition, et l’ajustement socio-affectif chez des enfants de populations normatives.

Développer la méthode des bulles (en anglais : Bubbles; Gosselin et Schyns, 2001), continuer à l'utiliser en reconnaissance de visages et d'objets (ex.: en combinaison avec les potentiels évoqués cognitifs et l'amorçage) et lui trouver de nouveaux domaines d'application (p. ex., en psychologie animale).

Sarah Lippé étudie la diversité des trajectoires neurodéveloppementales et les facteurs de risque menant aux troubles neurodéveloppementaux. Inspirée de l’approche DOHaD, elle remonte le temps en période prénatale pour évaluer les facteurs déterminants des manifestations neurologiques postnatales, (ex. convulsion). Par ailleurs, elle a développé des biomarqueurs de l'activité cérébrale, sensibles à la maturation cérébrale et au développement cognitif. Elle utilise actuellement un traitement avancé du signal d'imagerie pour délimiter les mécanismes étiologiques conduisant à un développement neurologique anormal. Les efforts de recherche de la chercheuse Sarah Lippé visent aussi à faire croître les possibilités de traitements et d’interventions offerts aux enfants qui ont des troubles neurodéveloppementaux. Elle a été parmi les premières à préconiser de nouvelles stratégies pour évaluer les résultats des essais cliniques et d'autres moyens d'interventions visant à améliorer la cognition chez les enfants. Sarah Lippé dirige actuellement le phénotypage EEG de plusieurs essais cliniques internationaux sur le Syndrome de l'X Fragile, les troubles du spectre de l’autisme et des troubles neurodéveloppementaux associés à des convulsions impliquant des équipes multidisciplinaires de chercheurs et de cliniciens. Elle codirige également le phénotypage en profondeur de centaines d'enfants présentant des risques génétiques afin de mieux comprendre leurs trajectoires développementales et développer des interventions ciblées.