Mikaels Rolls forskning är nydanande och känntecknas av tillämpningen av innovativa metoder som har lett till nya kunskaper om hur människor använder språkmelodi för att underlätta bearbetning och förståelse av det vanliga talets grammatiska strukturer trots att de ofta uttalas i hastigheter på över sex stavelser per sekund. Genom att använda moderna hjärnavbildningsmetoder på Humanistlaboratoriet vid Lunds Universitet har Mikael Rolls studier kunnat visa bl.a. hur ordmelodier (ordaccenter) ger lyssnare ledtrådar som kan användas för att förutsäga associerade ändelser eller hur toner i början på en sats kan ge en aning om det som följer kommer att vara ett påstående eller någon annan typ av sats. Hans forskningsresultat har publicerats i flera högrankade internationella tidskrifter.