En 1982, El Premio Nobel de Física fue otorgado a Ken Wilson por su contribución a la comprensión de lo que sucede en ciertos materiales cuando experimentan una transición de fase, como la transición entre agua líquida y vapor. Para ciertos tipos de transiciones de fase, resulta que las leyes de la física que gobiernan se ajustan a una muy peculiar, simetría fractal. Es decir, las leyes físicas son las mismas tanto si se consideran a pequeña escala como a gran escala. Las consecuencias de esta extraña simetría de cambio de escala son profundas. Resulta que sistemas bastante diversos, no solo el agua, exhiben lo mismo, comportamiento universal siempre que se ajustaran a la misma simetría de cambio de escala.

¿Qué tiene que ver esta física fundamental con el cerebro? Avance rápido un par de décadas, y los investigadores encontraron que la actividad cerebral en la corteza cerebral exhibe algunas de las mismas características que los sistemas físicos estudiados por Wilson. La corteza cerebral también puede experimentar una transición de fase. Esto no quiere decir que el cerebro pueda evaporarse o congelarse. Bastante, la actividad del cerebro puede pasar de un tipo ordenado a uno más desordenado. Esta transición parece compartir muchas similitudes con las estudiadas extensamente en sistemas físicos, pero hasta hace muy poco no se había abordado la cuestión más fundamental. La simetría de cambio de escala estudiada por Wilson y otros no se había estudiado en el contexto de la dinámica cerebral.

Investigadores del Departamento de Física de la Universidad de Arkansas que colaboran con neurobiólogos del Imperial College de Londres ya lo han hecho. Vidit Agrawal, un estudiante de posgrado en la U of A, y sus colegas han demostrado directamente que las reglas dinámicas que gobiernan la actividad de la corteza cerebral pueden, bajo ciertas circunstancias, se ajustan a la simetría de cambio de escala. Analizaron medidas experimentales de la corteza del ratón y modelos computacionales de redes neuronales. Los modelos computacionales confirmaron que la simetría de cambio de escala solo ocurre cerca de un tipo de transición de fase neuronal. Los datos experimentales revelaron que cuando un ratón se despierta de la anestesia, Es la dinámica del cerebro se aproxima a la simetría de cambio de escala. El trabajo sugiere que, en el estado despierto, la corteza cerebral se rige por leyes que son iguales en diferentes escalas.