吳嫻副教授的研究，結合認知心理學的實驗方法和典範，利用認知神經科學領域中之尖端腦造影工具，佐以來自腦傷病人的神經心理學證據，特別聚焦於探索人類處理不同認知範疇中抽象符號表徵的認知功能和相應而生的神經訊號。近年來，吳副教授研究關於大腦在表徵及處理數量、空間、時間、語言、動作執行這些表面上獨立的範疇時，是否具有共通的認知和生理機制，有兩大重要成就： 

(一)發表數篇探討數量處理之認知和神經機制的原創性文章，不僅為大腦如何理解數量的理論提供重要的實徵證據，在實務上也有助於發展出幫助數學障礙患者的補救方式 

(二)發表第一篇利用位於中央研究院物理所之腦磁波儀，探討心理語言學重要議題的學術文章，利用來自神經元運作的訊號，展現出中文字的聲旁和意旁對於字詞辨識歷程的重要性，也彰顯大腦面對和拼音文字具有不同特性之中文字時的運作法則，此篇學術文章於2013年初獲得刊登於神經語言學領域中的重要期刊。  

吳嫻副教授在中央大學任教期間，學術研究方面持續展現傑出水準，研究計畫屢獲國科會、中研院等學術機構的支持與肯定，更於2012年獲得中央研究院年輕學者研究著作獎之殊榮。 吳教授不僅投身於認知神經科學領域的基礎和應用研究，對於加強國際交流、促進台灣學者能見度也不遺餘力，除擔任Journal of Neurolinguistics的編輯委員，以及十數個國內外學術期刊的審稿委員之外，亦多次主辦國際學術研討會，廣邀來自世界各地的頂尖學者，並與多國科學家進行跨國合作計畫。 

吳教授致力於透過教學為台灣培養兼具理論知識和實驗技能的年輕學者，所指導的研究生屢獲獎項肯定，並有多人持續在學術領域耕耘。 

吳教授致力於透過教學為台灣培養兼具理論知識和實驗技能的年輕學者，所指導的研究生屢獲項肯定，並有多人持續在學術領域耕耘。吳教授為台灣認知神經科學學會的創始會員，並獲選為該學會第一屆常務理事，投入推廣認知神經科學工作，同時利用課餘時間進行逾五十場科普演講，增加社會大眾對於大腦科學及其應用的瞭解。