CYCERON a été créé dans le milieu des années 1980 par le Ministère de la Recherche. A cette époque, la tomographie par émission de positons (TEP) était déjà considérée comme un des outils clef de l'imagerie pour la recherche aussi bien en neurosciences, qu'en cardiologie ou en oncologie. Au début des années 1980 il n'existait qu'un centre TEP en France, le Service Hospitalier Frédéric Joliot du CEA à Orsay. A la suite d’un appel d’offre national, l’état décida de créer deux autres centres TEP : CYCERON à Caen et le CERMEP à Lyon. Jules Horowitz, alors Directeur de l’Institut de Recherche Fondamental du CEA, et Jean-Michel Derlon, neurochirurgien du CHU de Caen, furent  les principaux porteurs du projet CYCERON.

1985 : La création

La convention portant création de CYCERON fut signée en octobre 1985 par le CEA, le CNRS, l'INSERM, l'Université de Caen, et le GANIL, ainsi que par trois collectivités territoriales (le Conseil Régional de Basse-Normandie, le Conseil Général du Calvados, et la Ville de Caen). Chacune de ces entités s'est vue attribuer un siège et un certain nombre de voix au Conseil d'Administration. Jules Horowitz fut élu premier Président du Conseil d'Administration de CYCERON, et Jean-Michel Derlon nommé comme premier Directeur.

1985-1988 : La phase de construction – le centre de tomographie par émission de positons

La première phase de développement de CYCERON, de 1985 à 1988, a été consacrée à la construction du centre TEP d'une superficie de 2 500 m2, comprenant un cyclotron, un laboratoire de radio-chimie, une animalerie, une salle pour la TEP proprement dit, et des bureaux. La première camera à positons fut construite par le CEA-LETI (TTV03) et installée en 1988. Le bâtiment et les équipements furent financés par les principaux organismes de recherche français (le CEA, le CNRS et l'INSERM) et les collectivités territoriales (la Région Basse-Normandie, le Département du Calvados et la Ville de Caen). La majeure partie du personnel technique, à cette époque, était du personnel CEA, notamment Madame Louisa BARRE, radio-chimiste qui assurait la production des molécules marquées, et Monsieur Jean-Marcel TRAVERE, informaticien qui a assuré la mise en route et le fonctionnement de la caméra à positon ainsi que la mise en place du système informatique. A la fin de la phase de construction, il fut décidé que les trois instances territoriales n'auraient plus le droit de vote au sein du Conseil d'Administration dans la mesure où elles ne participaient pas au budget de fonctionnement de CYCERON, mais qu'elles continueraient à y être représentées.

1989-1995 : La 1^ère phase d'expansion.- le programme de neurosciences expérimentales et cliniques de l’ischémie

La mission de CYCERON était alors de développer la recherche en tomographie par émission de positons. Les premiers programmes de recherche appartenaient au domaine des neurosciences expérimentales et cliniques. A l'instigation de l'INSERM une unité de recherche (U320) dirigée par Jean-Claude BARON, antérieurement à la tête de l'équipe de neurologie TEP d'Orsay, fut créée avec comme thème de recherche "la physiopathologie de l'ischémie chez l’homme". Peu de temps après, Eric MacKenzie, chercheur à Synthélabo et qui travaillait en collaboration avec Jean-Claude Baron à Orsay, fut recruté par le CNRS pour rejoindre l'équipe de CYCERON. Dès lors l'expérimentation animale, prévue dans la phase de construction, devint opérationnelle. En 1989, le CNRS décida de créer une unité de recherche indépendante dirigée par Eric MacKenzie. Celle-ci se développa rapidement grâce à la collaboration des biologistes de l'Université de Caen Basse Normandie. Cette unité fut reconnue au niveau national en 1993 (URA 1829). L'ischémie et les maladies neuro-dégénératives furent les thèmes principaux de recherche de JC Baron et d'ET MacKenzie, et leur collaboration, particulièrement fructueuse, fut essentielle dans la notoriété scientifique acquise par CYCERON. La construction d’un nouveau bâtiment et le remplacement de la caméra TTV03 par une caméra de nouvelle génération en 1995 allaient permettre de poursuivre le développement des activités scientifiques du GIP. Au cours de l’année 1996, Jules Horowitz étant décédé, Robert Naquet fut élu Président du Conseil d’Administration.

1996-2001. 2^ème phase d'expansion – le programme de neuroimagerie cognitive – la recherche clinique avec la TEP en cancéologie

Le milieu des années 1990 fut marqué par la reconnaissance de la TEP comme outil essentiel dans un domaine de recherche naissant, la neuroimagerie cognitive, et ce, grâce à une méthode utilisant de l'eau marquée à l'oxygène15 permettant de visualiser rapidement, et de façon répétée, le débit sanguin cérébral. Le Groupe d’Imagerie Neurofonctionnelle (GIN) dirigé par Bernard Mazoyer au Service Hospitalier Frédéric Joliot du CEA à Orsay fut la pionnière, en France de ce domaine de recherche. La plus grande partie de cette équipe fut re-localisée à CYCERON en 1996, et labellisée par le Ministère de la Recherche afin de conduire, à CYCERON, des recherches en neuroimagerie cognitive (EA2127). Peu après, en 1998, le CEA reconnut cette équipe comme Laboratoire de Recherche Correspondant (LRC13V). Grâce au soutien financier du Conseil Régional de Basse-Normandie Cette équipe mena à la fin des années 1990 les premières expériences en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) sur un appareil 1,5 Tesla du CHU de Caen, CYCERON ne possédant pas d'appareil d’IRM à cette époque. En 2000, le GIN fut la deuxième unité reconnue par le CNRS au GIP (UMR6095) et la CEA créa également une unité dirigée par Louisa Barré sur le site (UMRCEA2). Suite au départ de Jean-Claude Baron, qui avait achevé son mandat de directeur, l’unité INSERM U320 fut fermée et une nouvelle structure dirigée par Francis Eustache mise en place (EMI0218) au début 2002.
Au cours de cette même période, l’installation TEP fut rénovée grâce à l’acquisition d’un nouveau cyclotron et d’une seconde caméra TEP ce qui permit, dans le cadre d’une nouvelle convention avec le CHU et le Centre François Baclesse, de développer très largement les examens TEP de recherche clinique en cancérologie.

2002. La réorganisation du GIP – CYCERON plate-forme d’imagerie in vivo

Les recherches conduites à CYCERON, à l'origine uniquement centrées autour de l'usage de la TEP, avaient évolué au cours des années pour s'orienter progressivement vers une recherche en neurosciences couvrant aussi bien les aspects fondamentaux, expérimentaux, que cognitifs. Cette stratégie imposait l'utilisation d'un très large spectre de méthodes de neuroimagerie et de biologie, tant au niveau moléculaire et cellulaire qu'au niveau des tissus, des organes et du comportement. Pour la communauté scientifique de CYCERON et ses partenaires scientifiques, il était donc primordial pour que leurs productions scientifiques se maintiennent au niveau international, de ne pas se limiter à l'usage de la TEP et donc d'acquérir de nouveaux outils d'imagerie et d'envisager l'extension des laboratoires et des bureaux. Ceci signifiait de transformer le centre en une véritable plate-forme d’imagerie. Un projet de réorganisation du GIP et d’extension de ses missions fut élaboré en 2002 par Bernard Mazoyer et Eric MacKenzie, proposant une nouvelle politique scientifique comportant deux axes principaux de neurosciences fondamentales et cognitives, un nouveau schéma organisationnel, instituant en particulier des services communs composés de personnels techniques mutualisés par les unités de recherche hébergées, et une modification en profondeur du management du GIP. Ce schéma stratégique fut adopté par le CA du GIP en décembre 2002 et mis en œuvre sans tarder. Au 1er janvier 2003, Bernard Mazoyer et Eric MacKenzie furent nommés respectivement directeur et directeur-adjoint de Cyceron. La plate-forme d’imagerie in vivo Cyceron fut labellisée par la Réunion Inter-Organismes (RIO) en 2003.

2003-2006. 3^ème phase d’expansion – biologie moléculaire et cellulaire, et imagerie par résonance magnétique

Les unités de recherche du site ayant toutes été évaluées très positivement furent reconduites pour la période 2003-2007. La construction d'un nouveau bâtiment pour accueillir des laboratoires de biologie et l'acquisition d'appareils d’IRM à haut champ  furent approuvés également par le CA du GIP, le financement de ces opérations étant assuré par le Contrat de Plan Etat –Région 2000-2006 et des fonds européens (FEDER). Les nouvelles installations, portant à 6000 m2 l’ensemble des bâtiments et faisant de Cyceron l’une des rares plateformes dans le monde regroupant des techniques allant du gène au comportement, furent inaugurées en novembre 2005 par le Ministre Délégué à la Recherche.
Au cours de cette période, l’UMR CNRS 6185, dirigée par Eric MacKenzie allait subir une évolution majeure, une de ses équipes dirigée par Denis Vivien décidant de faire scission tout en restant sur le site, et obtenant un label d’équipe AVENIR de l’INSERM au 1er janvier 2005. Eric MacKenzie renonçant à ses fonctions de direction, Alain Buisson fut nommé directeur-adjoint de Cyceron, et la direction de l’UMR6185 fut confiée par le CNRS à Bernard Mazoyer avec comme mission d’opérer à terme un regroupement de l’ensemble des équipes de recherche de Cyceron au sein d’une structure commune.

2007-2010. 4^ème phase d’expansion - mise en œuvre d’un centre de recherche à Cyceron, le CI-NAPS, Centre d’Imagerie-Neurosciences et d’Applications aux Pathologies

Un projet d’Unité Mixte de Recherche regroupant la quasi-totalité des personnels présents au GIP et structuré en 10 équipes autonomes fut élaboré au cours des années 2005 et 2006, adopté par les personnels et le Conseil d’Administration en octobre 2006, et très positivement évalué par un comité d’experts venus sur le site fin janvier 2007. Le CI-NAPS, Centre d’Imagerie-Neurosciences et d’Applications aux Pathologies, devrait donc voir le jour au 1er janvier 2008. Cette Unité Mixte de Recherche du CEA, du CNRS, de l’Université de Caen Basse-Normandie et de l’Université Paris Descartes, associée à l’INSERM au CHU de Caen et à la Société NNOXe, constituera le centre de recherche associé et ayant en charge la plate-forme Cyceron. Ce regroupement permettra d’améliorer grandement la lisibilité et la visibilité des recherches menées à Cyceron, tout en augmentant l’attractivité du site et en maintenant ses missions de prestations pour les équipes extérieures.
L’expansion du centre et son attractivité devraient également être assurées par le Contrat de Projet Etat-région 2007-2013 prévoyant de nouvelles opérations de construction immobilières et l’acquisition de nouveaux équipements, dont une nouvelle caméra TEP couplée à un scanner X.
Cette période sera également celle au cours de laquelle sera défini le futur du GIP CYCERON, dont la convention constitutive prévoit la fin en octobre 2010.