簌簌的声音，小雨打在窗户上，静静地滴答作响——低沉的声音，刚刚超出听觉的极限。前一刻我们感觉到他们，下一刻我们看不到他们，即使我们或我们的声音似乎没有改变。许多研究表明，无论是声音、图像还是触摸，我们永远不会以同样的方式处理输入的刺激。即使刺激完全相同。其原因是，刺激对处理刺激的大脑区域的影响取决于这些大脑区域所属网络的瞬时状态。然而，影响网络瞬时和不断变化的状态的因素以及这些状态是随机的还是跟随节奏的，以前是未知的。
现在，德国莱比锡马克斯普朗克人类认知和脑科学研究所(MPI CBS)的科学家发现，当与刺激相关的信息到达大脑皮层时，网络状态的敏感性会影响神经网络的强度。大脑对刺激有反应。根据网络状态，这个所谓的初级体感皮层中的一些神经细胞或多或少地“兴奋”，从而影响大脑中的以下刺激过程。这意味着大脑的反应在进入大脑皮层的过程中受到了调节，而不仅仅是在更高的下游水平评估刺激的方式。
MPI CBS博士生蒂尔曼斯蒂芬尼解释说：“即使网络中的神经元之间显然没有外部影响，网络中的神经元之间也总是会有一定量的活动。因此，系统永远不会完全静止或不活动。”本研究的第一作者已发表于《神经科学杂志》。相反，关于我们的心跳、消化或呼吸的信息，关于我们在空间中的位置、温度和内在思想的信息都是不断从身体中产生的。此外，即使神经网络与任何输入隔离，也会发生固有的神经元活动。这不断影响各种大脑网络的兴奋性。Stephani说：“因此，内部过程的动机与系统的兴奋性有关，因此也与刺激反应有关。”“因此，大脑似乎不像计算机那样工作，同样的输入信息总是意味着同样的反应。”
证明了皮层兴奋性的波动并不是完全随机的，而是表现出一定的时间模式：某一时刻的兴奋性依赖于之前的网络状态，并影响后续的网络状态。科学家称之为长期时间依赖或长期自相关。
皮质兴奋性以这种特殊的方式发生变化的事实表明，神经网络处于所谓的“临界”状态，在这种状态下，网络的激活和抑制之间存在微妙的平衡。早期的理论和实证研究表明，这种“临界”可能是大脑功能的基本原理，其中信息传递和能力最大化。现在，Stephani和他的同事已经提供了证据，证明这个原理也可以控制人脑中感觉脑反应的可。据推测，这可以作为大脑的一种适应机制来应对不断从环境中获得的各种信息。单一刺激既不能立即刺激整个系统，也不能迅速消失。
然而，更大的兴奋是否会带来更有意义的体验仍然未知。换句话说，参与者对刺激强度的感知依赖于瞬时兴奋性吗？这一点现在正在第二项研究中进行测试。“但其他过程也可以在这里发挥作用，”斯蒂芬尼解释说。“比如，注意。如果它被引导到其他物体，强烈的大脑反应仍然会首先发生。然而，下游更高级的大脑过程可能会阻止它被有意识地感知。”
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