В живом организме именно электрические заряды используются для трансляции сигналов из мозга, однако между собой и с другими клетками, в том числе, мышечными, нейроны "общаются" с помощью химических "сигналов".

Эти вещества испускаются с одной стороны синапса и захватываются рецепторами на другой его стороне, вызывая новый электрический импульс.

Поскольку размер синапса обычно около 50 нанометров, и каждый химический "сигнал" — это всего лишь несколько тысяч молекул, создание искусственного синапса — большая проблема.

Сотрудники Стэнфорда Марк Питерман (Mark Peterman) и Харви Фишман (Harvey Fishman) смогли создать четыре "искусственных синапса" на кремниевом чипе в один квадратный сантиметр.

Для клеток, располагающихся на поверхности устройства, искусственный синапс — это просто отверстие в кремниевой пластине. Однако каждое такое отверстие является входом в канал внутри пластикового слоя, которым кремниевая пластина покрыта с обратной стороны.

Оба конца канала располагаются в источнике нейротрансмиттера. Когда возникает электрическое поле, нейротрансмиттер попадает в канал и очень небольшое его количество показывается над отверстием в пластине и стимулирует ближние клетки.

Диаметр искусственного синапса составляет 5000 нанометров, что сравнимо с размерами самой клетки — но не естественного синапса. Однако Питерману и Фишману удалось так настроить своё устройство, что стимуляции подвергается лишь те клетки, что непосредственно прилегают к кремниевой пластине.

Сейчас уже довольно распространены имплантаты, которые используют для стимуляции нейронов электрические импульсы. Однако они взаимодействуют со всеми клетками одинаково.

Химические нейростимуляторы позволят оказывать различное воздействие на разные типы клеток.