チャ・テヒョンは致命的なほどに善なる魅力を持つ「利他的な脳」の所有者であり刑事のクム・ミョンセ役を引き受けた。劇中のクム・ミョンセは荒い雰囲気や口調など、一見不正でもしでかしそうな生計型刑事のような表情とは異なり、人間的で優しい性格の持ち主だ。
クァク・ソンヨンは「臆病な脳」を持つ法催眠捜査官ソル・ソジョン役に扮する。劇中のソル・ソジョンは他の人よりストレスに敏感で、部下に業務を指示するのにも心臓がどきどきするほどの小心者で、やれと言われたことは何でもする受動的な性格の所有者だが、性格が180度変化する事件を経験することになる。
イェ・ジウォンは「性欲過剰な脳」を持つクム・ミョンセの元妻キム・モラン役で熱演を繰り広げる。劇中キム・モランは男をとっかえひっかえする制御できない性欲の持ち主だ。

制作会社は「あふれる情熱と演技経験の豊富なジョン・ヨンファ、チャ・テヒョン、クァク・ソンヨン、イェ・ジウォンが『頭脳共助』を通じてドラマの完成度を一層高めてくれるだろう」として「単純で共感できる、人の香りがする韓国初の『脳科学捜査劇』で視聴者に新しい風を巻き起こす『頭脳共助』に多くの期待をお願いする」と伝えた。
一方、「頭脳共助」は2023年上半期に韓国で初放送される。