W połowie lat 90. zainicjował badania sygnałów elektromagnetycznych pochodzących z ludzkiego mózgu metodami dynamiki nieliniowej, natury fluktuacji i korelacji na rynkach finansowych świata, a także złożoności języka naturalnego. W każdym z tych tematów publikował we wiodących periodykach naukowych na świecie oraz wypromował doktorów. Duże medialne zainteresowanie w świecie wywołało odkrycie dokonane z naukowymi wychowankami i współpracownikami z Krakowa, że teksty literackie należące do stylu zwanego strumieniem świadomości mają organizację multifraktalną. Wyniki te trafiły też do podręcznika dla studentów wydanego przez wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. Przyczynił się do rozwoju metodologii fraktali i multifraktali w ilościowym opisie dynamiki szeregów czasowych oraz struktur dwuwymiarowych.
Prowadził wykłady i seminaria w wielu naukowych instytucjach świata, w tym w latach 1993–1994 jako profesor wizytujący na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign w USA oraz w latach 2001–2002 na Uniwersytecie w Bonn w Niemczech. Stworzył szkołę badań interdyscyplinarnych w oparciu o metodologię nauk ścisłych.