Clara James commence sa formation de violoniste professionnelle à Amsterdam, puis à Rotterdam. Après plusieurs années en tant que concertiste, elle étudie la psychologie expérimentale et développementale à l'Université de Genève et y obtient un doctorat en neurosciences. Ses recherches initiales, soutenues par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS), ont porté sur l'impact de l’intensité de la pratique musicale sur le cerveau et la cognition chez les jeunes adultes. Ses recherches ont révélé que jouer d’un instrument modifiait le comportement, les fonctions et la structure du cerveau. Avec le projet « Orchestre en Classe », elle met en évidence de multiples bénéfices sur les fonctions cognitives et sensorimotrices (chez l’enfant). Elle mène actuellement une étude soutenue par l’association Alzheimer suisse, qui évalue la possibilité de l’impact de la pratique musicale sur la prévention d’une démence chez la personne âgée présentant un léger déclin neurocognitif.