こめださん、こんにちは☀
いえ、可能ですよ。
ただ難しいかどうかは進学先の大学院のレベルにもよりますね。

私の主人は理学部物理学科を卒業しています。
卒論では物理の研究をしていたそうです(すみません、聞いたことはあるのですが、私の分野外なのもあり内容は覚えていないです・・・)。
その後別の大学の大学院に進学し、修士研究では脳科学をやっていたそうです。
今話題のディープラーニングが出てくる直前のそういったような内容の研究だったようです(すみません、これもまた詳細は覚えてないです・・・)。

大学院は大学院入試を受験して合格すれば進学できるので、大学(学部)で所属していたところとは別の大学に行くことができます。
実際にそうやって進学している人が何人もいますし、大学で学んだバックグランドとは別の分野で研究している人も多いです。

‘知りたい’と思うのであれば、今は物理学科に進学するのが一番いいです。
その上でやはり研究は脳科学をやりたいというのであれば、脳科学をやっている大学・研究室に進学すればいいと思います。
その際は研究室訪問をして行きたい研究室の状況を見たうえで、大学院入試を受験することをお勧めします(*^^*)

返信という形がとれなかったので、こちらに記載しますね。

＞ちなみに、他の分野の大学院に進むいうことは、その分野の学部学科から行った人たちが学んだ4年間の勉強を一人でするということになるのでしょうか？
はい、そうです。
なので、その辺りが大変な部分になってきますね。
通常大学院入試の問題はホームページ上で公開されています。公開されていなくても、事務に問い合わせればもらえることができます。
過去問を解くことである程度学習はできますし、傾向をつかむことが可能です。
ただ、大学院入試で出てくる問題のほとんどはその大学の学部の授業でやった内容です。下手すると中間テストや期末テストで出た問題と似たような問題が出ていることもあります。
そのため内部進学者の方が有利なのです。

そこで最初の回答にも書きましたが、研究室見学をしておくといいです。
もちろん研究室見学をしたから合格できるというわけではありませんが、そもそもそこの大学・研究室ではどういった人材を求めているのか、自分はどういったことをやりたいのか、といったことを先生と話したり、先輩たちの合格体験記を聞けたりします。
大学院入試には面接もありますので、ある程度コネクションを作っておくといいですね。

こめださんはまだ高3なので、大学院入試となるとかなり先の話になってしまいますが、将来的に他大学の大学院に行くというモチベーションで大学生活をすると早めに対策ができそうですね(´▽｀*)