Daar doet ze onderzoek naar de verwerking van visuele informatie bij synestheten en schizofreniepatienten met behulp van magnetoencephalografie.

Van Leeuwen kwam er tijdens een college visuele waarneming van haar studie Biologie achter dat ze synesthesie heeft. Bij synesthesie werken de zintuigen op een ongebruikelijke manier samen en roept de ene zintuigelijke waarneming een andere, extra zintuigelijke ervaring op. Zo zien sommige synestheten letters en woorden in kleur, ook al zijn ze in zwart geprint. Van Leeuwen doet sindsdien onderzoek naar synesthesie door middel van hersenstudies bij synestheten, met als doel het mechanisme achter deze veranderde waarneming op te helderen.