Un gas que se hace pasar por cerebro exprés

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Una nube de átomos enfriada casi hasta el cero absoluto de repente empieza a comportarse como un cerebro. Un átomo excitado dispara una reacción en cadena: los vecinos se "encienden" a continuación y una avalancha de actividad recorre el gas. Los físicos lo llaman facilitación de Rydberg: los átomos se excitan más fácilmente si cerca ya hay uno excitado. El proceso se parece muchísimo a cómo las neuronas intercambian señales eléctricas a través de las sinapsis.

En el experimento se distinguieron claramente dos fases. La absorbente, donde las avalanchas se apagan rápido. La activa, donde la excitación se sostiene a sí misma. En el punto fronterizo entre ambas, el sistema entra en un estado crítico, igual que el que se sospecha en un cerebro en funcionamiento. Aquí los tamaños de las avalanchas siguen una ley de potencias: hay muchas pequeñas y pocas grandes. Y su forma se vuelve universal. Los autores confirmaron por primera vez estos signos de criticalidad en un modelo físico controlado.

Para que el sistema no se apagara, los científicos añadieron una bomba controlada, una especie de recurso metabólico que repone las pérdidas de átomos. Esto permitió mantener el gas en un estado estacionario de no equilibrio, como un organismo vivo que gasta y recupera energía constantemente. En la fase activa surgieron oscilaciones estocásticas con picos raros pero gigantescos, las llamadas "avalanchas de dragón". Este régimen recuerda a la actividad rítmica de las redes neuronales que acompaña al procesamiento de información.

El trabajo convierte al gas de Rydberg ultrafrío en un potente simulador para las neurociencias. Aquí se pueden ajustar parámetros que en las células vivas son casi inaprensibles y poner a prueba teorías sobre cómo el comportamiento colectivo de las neuronas da lugar a funciones cerebrales complejas.