исследованы механизмы клеточной и синаптической пластичности в нервной системе позвоночных и беспозвоночных животных, описаны механизмы участия вторичных посредников в изменении функционирования нейронов и нервных сетей при обучении;
описаны новые функциональные классы командных и модуляторных нейронов в нервной системе беспозвоночных, играющих ключевую роль в механизмах памяти и обучения, описаны новые гены, специфически экспрессирующиеся в нейронах оборонительного поведения; исследована регуляция экспрессии нейроспецифических генов адекватными стимулами;
исследована способность к самостимуляции у беспозвоночных животных на поведенческом и нейронном уровне, что имеет принципиальное значение для исследования механизмов принятия решения и подкрепления при обучении.
Ведёт преподавательскую работу в МГУ и МИФИ.
Под его руководством защищены 3 докторские и 16 кандидатских диссертаций.