Une équipe de chercheurs affiliés à des institutions au Brésil, Le Portugal et l'Espagne ont trouvé des preuves d'une transition de phase continue se produisant dans le cerveau des rats lorsqu'ils passent du sommeil à l'éveil. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit leur étude sur les rats endormis et ce qu'ils ont trouvé.

Le cerveau passe par une sorte de transition vers le sommeil, puis à nouveau au réveil, mais les types de transitions qui se produisent sont encore pour la plupart inconnus. Certains chercheurs ont suggéré que le processus semble impliquer des transitions de phase de type percolation. Aussi, des recherches antérieures ont montré que l'activité cérébrale est différente dans les deux états. Il y a des pics synchrones à l'état de veille, et des pointes asynchrones pendant le sommeil. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont examiné de plus près la transition réelle telle qu'elle s'est produite en temps réel dans le cerveau des rats.

Le travail consistait à observer et à mesurer les signaux cérébraux dans le cortex cérébral alors que plusieurs rats passaient de l'état de veille au sommeil - certains étaient anesthésiés et d'autres étaient autorisés à s'endormir naturellement. L'équipe a observé ce qu'ils décrivent comme des avalanches d'activité, dans lequel il y avait des périodes sans pics du tout (silence), suivi d'une période d'une succession rapide de dopage, suivi d'un nouveau silence. Les chercheurs ont décrit le nombre de pointes dans une avalanche comme sa taille; le temps qu'il a duré a été défini comme sa durée de vie. Ils ont ensuite analysé les données mathématiquement. En faisant ainsi, ils ont découvert que les pointes des avalanches suivaient des lois de puissance. Ils suggèrent cette invariance d'échelle indiquée, ce qui, en termes mathématiques, signifie qu'un point critique a été atteint. Les données ont montré que les cerveaux de rat subissent une transition de phase continue, ce qui atténue les théories de la percolation.

Les chercheurs ont répété leurs expériences sur des singes et des souris et ont rapporté avoir trouvé des distributions de loi de puissance similaires. Ils ont également constaté que les exposants des lois de puissance qu'ils appliquaient n'étaient pas les mêmes que ceux trouvés dans les expériences précédentes. Ils suggèrent que cela indique que les transitions de phase liées au cycle du sommeil appartiennent à une « classe d'universalité » différente.

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