Область научных интересов: нейробиология, психофизиология, нейрохимия, физиология экстремальных состояний, нейроинформатика.

Направления научной деятельности: исследование механизмов синаптической передачи, гипобиотических функций эндогенной опиоидной системы, нейрохимических и психофизиологических механизмов стресса и шока; реаниматология, психофизиология аддикций, когнитивная психофизиология, сенсорная и перцептивная физиология, экспериментальное и математическое моделирование регуляторных функций.

Более 190 печатных работ, включая 6 авторских свидетельств на изобретение СССР и РФ. Наиболее значимые исследования посвящены нейрофизиологическим и нейрохимическим механизмам развития экстремальных состояний и разработке методов противошоковой терапии. В частности, способ лечения шока с помощью налоксона был реализован для спасения заложников «Норд-Оста» после газовой атаки. В дальнейших исследованиях удалось выявить ранее неизвестные нейрофизиологические механизмы саногенеза шока и впервые в мировой физиологии обнаружить группу нейропептидов (FaRPs), способных взаимодействовать с адренорецепторами мембран нейронов. Выявлены некоторые новые механизмы взаимодействия опиоидной системы медиаторов с ГАМК-ергической системой.

Последние годы исследования сосредоточены на проблемах психологического стресса и нейрохимических механизмов сенсорных функций.