쇼와 대학교 의학부를 졸업한 후 박사 학위를 받고, 미국 미네소타대학교에서 알츠하이머와 MRI 뇌 화상진단에 관해 연구했다. 일본으로 돌아와서는 도쿄대학교를 포함한 여러 대학에서 최첨단 뇌 의료에 관한 연구를 이어갔고, 독자적으로 개발한 가토식 뇌 화상진단법을 통해 소아부터 초고령까지 1만 명 이상의 뇌를 진단하고 치료해왔다.
개인마다 다른 뇌의 특성을 감정할 수 있는 독보적인 기술을 통해 뇌 발달에 도움을 주는 ‘두뇌학교’와 ‘가토 플래티나 클리닉’을 운영하고 있다. 그는 세계 수백여 곳의 의료 시설에서 유용하게 사용 중인 뇌 활동 측정 기술 ‘기능적 근적외선 분광법(FNIRS)’의 원리를 최초로 발견하기도 했다.
저서로 『100세까지 성장하는 뇌 훈련법』 『늙지 않는 뇌 사용 설명서』 등을 펴냈으며, 『뇌 1%만 바꿔도 인생이 달라진다』는 일본에서 20만 부 이상 팔리며 베스트셀러에 올랐다.
저자는 작은 행동과 생활습관 개선을 통해 누구나 평생 뇌를 활성화시킬 수 있다고 말한다. 무기력의 늪에 빠져 허우적거리는 현대인들에게 이 책은 쉽고 빠르게 활력을 되찾는 최고의 안내서가 될 것이다.
