Existující implantáty přímo stimulují neurony elektrickými impulsy. Jedním z takových je například kochleární implantát, který částečně navrací sluch.

Elektrické impulsy stimulují nervové buňky bez rozdílu, příroda je však daleko preciznější. Ta používá chemické poslíčky, tak zvané neurotransmitery, které spojují nervové signály. V nervových spojích či synapsích se elektrické signály mění na chemické signály.

Neurotransmiter vypuštěný z jedné synapse je zachycen molekulárními receptory na jiném, čímž se spustí nový elektrický impuls. Systém počítá s vysoce citlivými a specifickými odezvami. Různé neurotransmitery mají různé účinky na dané buňky. Jeden jediný neurotransmiter navíc dokáže působit na jednu buňku v jednom směru a na jinou v dalším směru. Například neurotransmiter používaný sítnicovými buňkami dokáže některé buňky zapnout a jiné vypnout.

Vědci ze Stanfordské univerzity v Kalifornii teď vytvořili čtyři umělé synapse na jednom silikonovém čipu o rozměru čtverečního centimetru. Jakmile se zapojí elektrického pole, neurotransmiter umístěný ve speciálním rezervoáru uvnitř čipu, je vypumpován ven, aby stimuloval okolní buňky.

Umělá synapse dokáže stimulovat buňku v okolí čipu

Umělá synapse je jednoduše řečeno díra uvnitř silikonu širokého 5 000 nanometrů, přičemž jeden nanometr je milióntinou milimetru. Přestože je umělá synapse daleko větší než opravdová synapse, která měří okolo 50 nanometrů, dokáže stimulovat pouze jednu buňku na úrovni okolo čipu. Časopis New Scientist informoval: "Přístroje, které používají neurotransmitery by mohly vzájemně působit spolu s buňkami daleko subtilnějším a preciznějším způsobem. Výkonná zařízení by mohla být vyráběna kombinací chemických a elektrických stimulací v jednom implantátu."

Před vědci však stále zůstávají impozantní výzvy. Jako například zastavit zablokovávání přístroje imunitními buňkami či vymyslet způsob doplňování rezervoáru. Mark Peterman z vědeckého týmu soudí, že 1 000 umělých synapsí vysílajících 1 000krát za sekundu by potřebovalo asi tak půl mililitru tekutiny, aby fungovalo 250 let.