Manuel Martín-Loeches es Catedrático de Psicobiología en la Universidad Complutense de Madrid. Doctor en Psicobiología por dicha Universidad, con una tesis doctoral acerca de la actividad cerebral y la cognición en pacientes con Enfermedad de Alzheimer y demencia multi-infarto. Desde entonces ha trabajado en diversos temas de investigación, siempre en torno al cerebro y la cognición humana, tanto en personas sanas como en pacientes con diversas patologías, especialmente en esquizofrenia. Realizó una estancia post-doctoral en la Universidad de Konstanz (Alemania) así como en la Universidad Humboldt de Berlín. Posteriormente ha realizado otras estancias científicas en el extranjero, entre ellas en el Welcome Laboratory of Neurobiology, del University College de Londres.
Los procesos cognitivos básicos que ha abordado en sus investigaciones incluyen la atención visual, la memoria de trabajo y, especialmente, el lenguaje humano. En los últimos años está especialmente volcado en el estudio de la evolución de la mente y el cerebro humanos, contribuyendo a este campo con diversos ensayos acerca del papel de la memoria de trabajo en el advenimiento de la mente humana moderna, las relaciones entre la forma del cerebro y la cognición, así como las interacciones entre emociones y procesos cognitivos, con el objeto de estudiar la vulnerabilidad de nuestra mente y nuestro cerebro a factores externos, fundamentalmente sociales. También ha contribuido al estudio de los mecanismos neurocognitivos de la religión, la estética y el arte, así como de emociones tan sociales y tan humanas como la culpa, la vergüenza o el orgullo.
Es coautor de más de 100 artículos científicos, 90 presentaciones a congresos, diversos cursos y conferencias, y autor de los libros ¿Qué es la actividad cerebral? Técnicas para su estudio (Biblioteca Nueva, 2001), La mente del Homo sapiens. El cerebro y la evolución humana (Aguilar, 2008), La evolución del cerebro: la fascinante historia de nuestra mente (RBA, 2018) y El cerebro social: por qué estamos diseñados para conectar con los demás (RBA, 2019). Junto a Juan Luis Arsuaga, El sello indeleble: pasado, presente y futuro del ser humano (Debate, 2013). También colabora ocasionalmente en diversos medios de comunicación, como El Cultural de El Mundo, la revista QUO, la Cadena SER, TVE o la cadena de tv. Cuatro.