Dr. Duhaime war bis Mai 2021 Direktorin der pädiatrischen Neurochirurgie am Massachusetts General Hospital und ist Nicholas T. Zervas Distinguished Professor of Neurosurgery an der Harvard Medical School. Sie ist seit drei Jahrzehnten als Fachärztin für Kinderneurochirurgie tätig und verfügt über Erfahrung in allen Bereichen der pädiatrischen Neurochirurgie, einschließlich akuter Traumata, Hydrocephalus und Gehirnzysten, Chiari-Fehlbildungen, chirurgischer Behandlung von Epilepsie, kraniofazialen Erkrankungen, Hirntumoren, angeborenen Rückenmarkserkrankungen und Spastizität. Außerdem ist sie als Beraterin für das Kinderschutzteam im Mass General tätig. Sie war Mitglied des American Board of Pediatric Neurological Surgery und des Editorial Board des Journal of Neurosurgery.
Ihre neurowissenschaftliche Forschung konzentriert sich auf die Mechanismen, die Pathophysiologie, die Bildgebung und die Behandlung von Verletzungen des unreifen Gehirns, wobei sie translationale und klinische Forschung einsetzt, um Verletzungen zu untersuchen, die bei Säuglingen und Kleinkindern auftreten, einschließlich derjenigen, die am häufigsten bei Kindesmissbrauch auftreten. Außerdem werden die Plastizität, die Erholung und die Wiederherstellung von Funktionen bei Kindern und Jugendlichen unterschiedlichen Alters untersucht.
Dr. Duhaime hat ein langjähriges Interesse an der Beziehung zwischen Gehirn und Verhalten und an Umweltfragen. Sie ist Faculty Associate des Harvard University Center for the Environment. Im Jahr 2016 verbrachte sie ein Jahr als Fellow am Radcliffe Institute for Advanced Study an der Harvard University, wo sie die Neurobiologie von Belohnungsschaltkreisen und deren Bedeutung für umweltfreundliches Verhalten untersuchte. Sie hat an der Entwicklung eines Prototyps für ein fortschrittliches “grünes” biophiles Kinderkrankenhaus mitgearbeitet. Sie ist stellvertretende Direktorin des Mass General Center for the Environment and Health und stellvertretende Herausgeberin des Journal of Climate Change and Health.