Em 1982, o Prêmio Nobel de Física foi concedido a Ken Wilson por sua contribuição para a compreensão do que acontece em certos materiais à medida que passam por uma transição de fase - como a transição entre a água líquida e o vapor. Para certos tipos de transições de fase, Acontece que as leis que regem a física estão em conformidade com um muito peculiar, simetria fractal. Isso é, as leis físicas são as mesmas, quer sejam consideradas em pequenas ou grandes escalas. As consequências dessa estranha simetria de mudança de escala são profundas. Acontece que sistemas bastante diversos - não apenas água - exibem o mesmo, comportamento universal, desde que se conformassem à mesma simetria de mudança de escala.

O que essa física fundamental tem a ver com o cérebro? Algumas décadas depois, e os pesquisadores descobriram que a atividade cerebral no córtex cerebral exibe algumas das mesmas características dos sistemas físicos estudados por Wilson. O córtex cerebral também pode passar por uma transição de fase. Isso não quer dizer que o cérebro pode evaporar ou congelar. Em vez, a atividade do cérebro pode sofrer uma transição de uma espécie ordenada para uma espécie mais desordenada. Esta transição parece compartilhar muitas semelhanças com aquelas estudadas extensivamente em sistemas físicos, mas até muito recentemente a questão mais fundamental não havia sido abordada. A simetria de mudança de escala estudada por Wilson e outros não havia sido estudada no contexto da dinâmica cerebral.

Pesquisadores do Departamento de Física da Universidade de Arkansas, em colaboração com neurobiologistas do Imperial College London, já fizeram isso. Vidit Agrawal, um estudante de graduação na U of A, e colegas mostraram diretamente que as regras dinâmicas que regem a atividade do córtex cerebral podem, Sob certas circunstâncias, conformar-se à simetria de mudança de escala. Eles analisaram medidas experimentais do córtex do mouse e modelos computacionais de redes neurais. Os modelos computacionais confirmaram que a simetria de mudança de escala ocorre apenas perto de um tipo de transição de fase neural. Os dados experimentais revelaram que, quando um camundongo acorda da anestesia, sua dinâmica cerebral se aproxima da simetria de mudança de escala. O trabalho sugere que, no estado de vigília, o córtex cerebral é governado por leis que são as mesmas em diferentes escalas.