Istraživanja profesora Šestana usmjerena su na razumijevanje formiranja neuronskih sklopova u ljudskom mozgu tijekom razvoja. Prvi cilj istraživanja je razumijevanje što je to u našem mozgu što nas čini ljudima. Ljudi se od drugih blisko povezanih vrsta razlikuju po razvoju mozga, posebno u tome kako su „ožičeni“ visoko složeni neuronski krugovi moždane kore. Drugi cilj istraživanja je razumjeti zašto ljudi pate od određenih poremećaja u mozgu. Razvoj složenog ljudskog korteksa dao nam je izvanredne kognitivne i motoričke sposobnosti, ali je i povećao našu osjetljivost na neuropsihijatrijske i neurodegenerativne bolesti.
 
Profesor Šestan autor je 27 znanstvenih radova, koji su citirani preko 2000 puta. Dobitnik je i niza međunarodnih nagrada i priznanja među kojima su: McDonnell Scholar Award, The James S. McDonnell Foundation (2008), Foster Bam Investigator, NARSAD Young Investigator Award (2006), Research Award, March of Dimes Foundation (2005), Research Award, The Whitehall Foundation (2005) i Research Award, The Tourette Syndrome Association (2003).
 
"Eminentni znanstvenici na Institutu Ruđer Bošković" je ciklus predavanja koji okuplja znanstvenike Instituta Ruđer Bošković kao i predstavnike šire hrvatske znanstvene zajednice te im pruža priliku da se susretnu s vodećim hrvatskim i svjetskim znanstvenicima.