Ilaria Sani effectue des études de biologie et sciences biomédicales à l'Université de Florence. Elle obtient ensuite un Doctorat en neurosciences à l'Université de Vérone. Ses recherches concernent alors les mécanismes de la vision et de l'attention au niveau des neurones individuels. Elle effectue ensuite un séjour post doctoral à l'Université Rockefeller, à New York, où elle apprend et utilise l'imagerie par résonance magnétique (IRM), l'analyse de données massives (big data) et l'informatique en nuage (cloud computing) pour étudier les réseaux cérébraux de l'attention. En 2020, elle rejoint le Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l’UNIGE où elle met en œuvre la composante translationnelle de son travail en étudiant des patient-es présentant des déficits attentionnels. En 2022, Ilaria Sani obtient un subside SNSF-Starting qui lui permet de développer et diriger un laboratoire indépendant sur le cerveau et les comportements attentionnels. Ses recherches se concentrent sur l'étude des réseaux et des mécanismes cellulaires de l'attention chez les sujets sains, chez les personnes souffrant d'une dysrégulation des systèmes attentionnels, ainsi que dans des modèles animaux. Elle utilise plusieurs techniques comportementales et neuroscientifiques, notamment des outils psychophysiques, la réalité virtuelle, l'IRM multimodale, des études de lésions et des enregistrements de neurones individuel. Elle est nommée professeure assistante au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l’UNIGE en avril 2023.