Nová studie prováděná na Univerzitě George Masona potvrzuje předpovědi, že vnější elektrická pole lze použít pro modifikaci vln pohybujících se mozkovou tkání. Jde zřejmě o první příklad elektrických modifikací prahů excitace neuronů pro řízení pohybu vln. Poprvé se podařilo ovládat vlny v excitovatelném prostředí změnou jeho prahových hodnot. Výzkumníci pracovali s částí mozku laboratorní krysy. Mozková tkáň se skládala ze šesti vrstev dvojrozměrných skupin neuronů. Na jedné straně této sítě vědci vyvolali neuronovou vlnu a na druhé straně pozorovali výsledný signál. Použitím elektrických polí lze excitace neuronů měnit. Tímto způsobem lze zpomalit, zrychlit nebo zastavit šíření vlny ve zkoumaném vzorku tkáně. Dosud bylo možno šíření neuronových vln ovlivňovat pouze farmakologicky. Po podání fyziologicky účinné látky se příslušný účinek objevoval nejdříve po několika sekundách. Navíc tento účinek nebylo možno odstranit jinak, než vyloučením účinné látky z mozkové tkáně. Naopak elektrické pole musí působit po dobu jen několika mikrosekund, aby vyvolalo očekávaný účinek na šíření mozkových vln. Jednou z potenciálních aplikací této metody je zabránění epileptických záchvatů. (Richardson et al., Physical Review Letters, 21. ledna 2005).

Fyzikové z Univerzity v Indianě rozšířili své studium na vztahy mezi pozorovanými obrazci neuronové aktivity a ukládání paměťových informací v mozku. Nejprve provedli experimentální výzkum s tenkými řezy mozkové tkáně laboratorní krysy. Následně provedli počítačové simulace s cílem emulovat získaná data. Aktivita zkoumaných vzorků měla dvě fascinující vlastnosti. Za prvé, skupina aktivovaných neuronů narůstala podobným lavinovým způsobem, jako se šíří lesní požáry. Za druhé, existují stabilní obrazce neuronové aktivity, které zřejmě představují paměťové záznamy. Pokaždé, když krysa probíhala bludištěm po určité cestě, aktivovala se stejná posloupnost neuronů. V noci tato posloupnost může představovat krysí "sen". Pokud byl tento sen přerušen, schopnost krysy proběhnout další den stejnou cestu byla omezena. Tento fakt lze považovat za důkaz, že spánek a snění může pomáhat lépe uchovat paměťové záznamy získané během denní aktivity. Stabilní obrazce aktivity se vyskytují také v umělých neuronových sítích jako určitý způsob ukládání informace. Fyzikové z Univerzity v Indianě věnovali těmto obrazcům mimořádnou pozornost. Použili pole 60 elektrod, aby zjistili aktivitu neuronů v tenkém řezu tkáně krysího mozku. Buňky v tomto vzorku, které byly udržovány při životě kyslíkem a živinami, se chovaly jako by se nacházely v živém mozku. Obecné seskupení aktivních neuronů se označuje jako podkritické, pokud jedna buňka průměrně aktivuje méně než jednu další buňku, jako kritické, pokud jedna buňka aktivuje právě jednu další buňku, nebo jako nadkritické, pokud jedna buňka aktivuje více dalších buněk.

Chování nadkritické aktivity buněk se podobá řetězové jaderné reakci atomů uranu U-235 v jaderném reaktoru. Podkritická aktivita není zajímavá, protože aktivita brzy vymizí. Nadkritická aktivita také není zajímavá, protože všechny buňky ve vzorku se obvykle aktivují. Při kritické aktivitě se však mohou aktivovat skupiny, které obsahují různý počet buněk. Pokud v logaritmickém měřítku zobrazíme vztah mezi počtem aktivovaných buněk a počtem aktivací, dostaneme přímku, což odpovídá klasickému chování podle mocninného zákona. Jinými slovy, pravděpodobnost, že určitý jev (zemětřesení, lavina, hurikán) velikosti E zanikne, je rovna hodnotě E umocněné na záporný exponent. Výzkumníci ve své simulační studii zkoumali případ, kdy v mozku dochází právě ke kritické aktivitě buněk. Výsledky dřívějších simulací, které zhruba odpovídaly pozorovanému chování, byly často překvapivé a dokonce neočekávané.

Příčinou zřejmě byla skutečnost, že kromě lavinové aktivity neuronů se v mozkové tkáni vyskytuje také značný počet vzorků stabilní aktivity neuronů. Jeden z výzkumníků John M. Beggs tvrdí, že jejich zkoumání lavinové aktivity neuronů může přispět také k novým metodám ukládání informace. (Haldeman and Beggs, Physical Review Letters, 11. února 2005).