所謂“芯片大腦”技術在本質上說是研究人員將半導體晶圓用納米導線打造的網絡。當腦細胞被引入芯片後，他們可以使用納米線作為支架來構建功能性神經元回路，模擬大腦中神經元的相互連接。壹旦構建模擬的腦回路，研究人員不僅可以觀察到神經連通性，還可以研究疾病和創傷對其造成的影響。
2017年1月，哈佛大學John A. Paulson工程與應用科學學院（SEAS）的研究人員率先在研究中使用了這種“芯片大腦”設備。這種芯片設備能夠使研究人員根據大腦中神經元位置的不同以及不同神經元之間的連接方式來識別神經元之間的差異性，特別是對精神分裂癥等疾病在神經學基礎層面進行研究分析。澳大利亞國立大學的研究人員後來改進了納米導線的架構，開發出有史以來第壹個能夠運行的神經元電路。
而來自勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的最新應用研究則發現，該技術可用於研究生物和化學制劑對大腦的長期影響。目前研究小組主要關註軍事人員可能會經受的化學暴露。由於創傷後應激障礙的普遍性，軍事人員已經成為神經學研究最感興趣的患者人群。