الدماغ مبني كمبنى متعدد الطوابق: الطوابق السفلية تعالج الإشارات البسيطة، بينما تجمعها الطوابق العلوية في صور معقدة. لطالما اشتبه العلماء في أن هذا الترتيب مرتبط بكيفية عمل الخلايا العصبية معًا. لكن كيف بالضبط، بقي لغزًا.
سجّل الباحثون النشاط الكهربائي لآلاف الخلايا العصبية في القشرة البصرية والحُصين لدى الفأر. ثم طبقوا طريقة تشبه النظر إلى خريطة بتكبيرات مختلفة: أولاً ترى التفاصيل الصغيرة، ثم المناطق الكبيرة. يُسمى هذا الأسلوب إعادة التطبيع (renormalization)، ويتيح رؤية كيف تتغير خصائص النظام عند تغيير المقياس.
عندما أدى الفأر مهمة بصرية، تغيرت هذه المؤشرات بشكل كبير. علاوة على ذلك، من خلال العلاقات المتبادلة بين العلامات الحرجة لمناطق الدماغ المختلفة أثناء العمل النشط، تمكن الباحثون من استعادة التسلسل التشريحي الهرمي. وهذا يعني أن ديناميكا الخلايا العصبية تعكس بنية الدماغ بشكل مباشر.
يفتح هذا الأسلوب الطريق لفهم كيف تولد بنية الدماغ سلوكه المعقد — من الإدراك إلى الذاكرة.
تشبَّه حرجة الدماغ بتحول الطور للماء إلى جليد: عند النقطة الحرجة يكون النظام أكثر حساسية للتغيرات الصغيرة، مما يسمح للدماغ بالاستجابة بسرعة للمنبهات.