Biologia systemów: matematyczne modele komórkowych szlaków sygnałowych, skokowe procesy Markowa, nierównowagowa fizyka statystyczna układów biologicznych, teoria i przetwarzanie informacji w układach biologicznych, badanie wpływu zaburzeń losowych i opóźnień czasowych w dynamicznych układach biologicznych, modele ekspresji i regulacji genów.
Teoria gier ewolucyjnych: opóźnienia czasowe w stochastycznych grach ewolucyjnych, gry ewolucyjne na grafach, w tym na grafach losowych, matematyczne modele dylematów społecznych.
Mechanika statystyczna, matematyczne modele kwazikryształów: stabilność nieokresowych stanów podstawowych klasycznych gazów sieciowych, miary Gibbsa, dynamiczne układy podstawieniowe, teoria ergodyczna, probabilistyczne automaty komórkowe.