Entrata alla scuola medica di Levi all'età di vent'anni, si laureò nel 1936. Stava ancora terminando gli studi di psichiatria e neurologia quando le leggi razziali del 1938 la costrinsero a emigrare in Belgio insieme a Giuseppe Levi. Poco prima dell'invasione tedesca del Belgio, tornò a Torino, dove allestì un laboratorio domestico; poco dopo viene raggiunta da Levi. Durante la guerra si rifugiò nelle campagne torinesi, poi a Firenze, nel 1943, dove fu in contatto con le forze partigiane. Nel 1944 entrò come medico nelle forze alleate. Rientrata a Torino nel 1945, riprese gli esperimenti sugli embrioni di pollo, ispirata dagli studi di Viktor Hamburger, il quale, nel 1947, la invitò a Saint Louis. Quella che doveva essere una breve permanenza si rivela una scelta trentennale. Fino al 1977 rimase negli USA, dove realizzò gli esperimenti fondamentali che la condussero alla scoperta del Nerve Growth Factor. Restò comunque legata all'Italia, creando a Roma una unità di ricerca nel 1962, mentre dal 1969 al 1978 fu direttrice dell'Istituto di Biologia Cellulare del CNR a Roma. Dal 1979 svolge ricerca solo in Italia, come professore presso lo stesso istituto.
Come scienziata neurobiologa vince nel 1986 il premio Nobel per la medicina.
Riprese effetuate a camera fissa e senza titoli al teatro comunale di Modena come documentazione della manifestazione.
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