Pavel Němec studuje evoluci nervového systému. V minulosti se věnoval především smyslům různých nemodelových druhů, nyní je centrem jeho pozornosti evoluce komplexity a výpočetní kapacity mozku u obratlovců. Po zahraničních pobytech v Německu vybudoval laboratoř na Katedře zoologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Zde se s týmem mladých kolegů věnuje kvantitativnímu výzkumu mozků u mnoha druhů reprezentujících hlavní vývojové větve obratlovců.
Oceněný projekt: Evoluce komplexity a procesní kapacity mozku u obojživelníků a plazů: Kvantitativní přístup k porozumění evoluce mozku u čtyřnožců
Inteligence a komplexní chování jsou základními kameny evolučního úspěchu mnoha živočišných druhů. Výpočetní kapacita mozku, nutný předpoklad inteligence, je do značné míry určena počtem nervových buněk v jeho jednotlivých částech. I druhy s malými mozky však mohou být vysoce inteligentní. Jak je to možné? Díky miniaturizaci a vysoké hustotě neuronů v mozku.
Projekt se zaměřil na počty neuronů u obratlovců, kteří opanovali suchozemská prostředí. U ptáků a savců došlo v průběhu evoluce – na rozdíl od obojživelníků a plazů – k fyzickému zvětšení mozku a výraznému zvýšení hustoty a počtu neuronů. Tento pozoruhodný přírůstek energeticky nákladných neuronů byl umožněn zvýšením intenzity metabolismu u druhů schopných udržovat stálou tělesnou teplotu.
V rámci projektu byla dále prokázána souvislost mezi množstvím neuronů v oblasti koncového mozku a mozečku a inovativností ptáků ve způsobech získávání potravy.