Nell'autunno del 1933 venne nominato assistente di ruolo nell'istituto di fisiologia dell'Università di Parma, il cui direttore era il professor Camis. Allora Moruzzi dedicò gran parte del suo tempo a studi neurofisiologici. Decise di dedicarsi unicamente alla fisiologia del cervelletto nel 1936, quando si trasferì all'Istituto di Bologna, scegliendo come argomento di studio l'azione del paleocerebellum sui riflessi vasomotori. Tali ricerche interessarono vivamente il professor Frédéric Bremer, pioniere delle ricerche sul sonno, e alla fine dell'ottobre 1937 iniziò il soggiorno di Moruzzi all'estero, precisamente a Bruxelles.