Впервые теоретические и экспериментальные обоснования гипотезы
о природе работы механизмов мозга как сложной системы вблизи критического состояния, появились в работах А. Тьюринга (Alan Turing), Г.Хакена, Крюкова В. И, и др, а также в работах П. Бака (Per Bak) и С, Келсо (Scott Kelso).

П. Бак, один из создателей теории самоорганизованной критичности, приводит две основные причины, по которым мозг должен находиться в критическом состоянии. Внешний сигнал должен в принципе иметь доступ ко всем отделам мозга, ко всей информации, хранящейся в памяти, поскольку информация хранится в мозге в распределенном виде. Но это возможно лишь в критическом состоянии, в котором корреляции распространяются на дальние расстояния (явление скейлинга).

Это же свойство нейронных сетей, находящихся в критическом состоянии, можно описать следующим образом. Допустим» в сети есть некий входной нейрон (например, рецепторный нейрон зрительной системы) и на большом расстоянии от него есть некий выходной нейрон (например, мотонейрон). Нейронная сеть в целом должна обладать следующим свойством: любое изменение параметров входного нейрона, например, изменения силы его связи с ближайшими нейронами, должно оказать воздействие и на поведение выходного нейрона. То есть локальные изменения в одной части нейронной сети должны сказаться на свойствах в другой, даже наиболее удаленной области нейронной сети. Но такие дальние корреляции — уникальное свойство систем в критических состояниях.

Основным параметром, определяющим нахождение мозга в критическом состоянии, является среднее число нейронов, возбуждаемых ОДНИМ нейроном в нейронной сети мозга. Если это число меньше некоторого критического значения (докритическое состояние), то информация по нейронной сети распространяться не будет. Если это число будет больше критического (надкритическое состояние), то все отделы мозга окажутся связанными между собой.

Видимо, все эти возможности реализуются я функциях мозга как сложной системе со многими степенями свободы. Критическому значению числа возбуждаемых нейронов соответствует состояние сознания. Значению, меньшему критического значения, соответствует состояние подсознания, из которого информация не может попасть в сознание и потому не может быть передана другим. Наконец, значение параметра выше критического соответствует творческому состоянию (сверхсознанию, интуиции, озарению и т.д). Более подробно проблема природы сознания, подсознания и сверхсознания будет обсуждаться во второй главе.

В своих экспериментах Келсо регистрировал динамику магнитной активности мозга во время выполнения испытуемым сенсомоторного действия и им были обнаружены неравновесные фазовые переходы и явление критического замедления в процессе выполнения этих действий. Наличие в мозге функций для выявления во внешней среде критических состояний (например, непроизвольное внимание), а также тот факт, что человек постоянно стремится создавать критические состояния в искусстве (это будет показано ниже), спорте, азартных играх, указывает на то, что критическое состояние в мозге поддерживается извне.