Les travaux de Brice Bathellier visent à décrypter, de manière théorique et expérimentale, le fonctionnement des réseaux centraux de l'audition et leur interaction avec d'autres modalités sensorielles. Après une thèse en neuroscience à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, soutenue en 2007, sur la neurophysiologie du système olfactif du rongeur, il effectue un post-doctorat à l’Institute of Molecular Pathology (IMP) à Vienne (Autriche), où il se consacre à l'utilisation des nouvelles techniques d'imagerie calcique multiphoton pour décoder l'activité du cortex auditif chez la souris. À son retour en France, il est recruté comme chargé de recherche et directeur d'équipe dans l'Unité Neuroscience Information et Complexité, futur département de l'Institut des Neurosciences Paris-Saclay. Grâce à l'imagerie du senseur calcique GCamp6 dans de larges champs de neurones du cortex auditif de la souris vigile, son équipe est parvenue à identifier à très large échelle les représentations neuronales des modulations d'amplitude des sons. Les résultats obtenus, publiés en 2016 dans Nature Communications, expliquent pourquoi deux sons de même fréquence mais dont l'amplitude varie de manière croissante ou décroissante sont perçus de manière très divergente. Cet effet est par exemple crucial pour discriminer une note de piano (amplitude décroissante) d'une note de violon (amplitude croissante).
La Médaille de bronze récompense le premier travail d'un chercheur, qui fait de lui un spécialiste de talent dans son domaine. Cette récompense représente un encouragement du CNRS à poursuivre des recherches bien engagées et déjà fécondes.