这方面研究的焦点是建造具有问题解决能力的神经元网络，进而建立生物计算机。研究者在半导体晶片上培养神经组织，并且从这些神经细胞上记录信号或对其进行刺激。

1997年，美国加州理工学院最先宣称研制成功神经芯片，该芯片集成了16个神经元。2003年，美国南加州大学的研究小组开始研制能够模拟海马功能的神经芯片。该小组的目标是将这种神经芯片植入大鼠脑内，使其成为第一种高级脑功能假体。他们选择海马作为研究对象是因为其高度有序的组织和丰富的研究文献。海马体的功能与记忆生成和长期记忆有关。

美国佛罗里达大学用提取自大鼠脑的包含25000个神经元的培养物来操控一个F-22战斗机模拟程序。这些神经元提取自大脑皮层，离体以后，它们在培养皿上迅速集结成活的神经元网络，并且与60个电极通信，来控制战斗机的上下和左右摇摆运动。该项目的主要目的是研究人类脑在细胞层面上如何学习特定的计算任务。