使用大规模神经活动确定生物样品对生物模型的影响的体外或离体方法与流程

1.一种用于确定生物样品对生物模型的影响的体外或离体方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一隔室(1)中神经网络状态的至少一个特征参数选自由以下组成的组：动作电位的数量、动作电位间间隔或“isi”、动作电位间间隔的变异系数、活动电极的数量、标准化动作电位的平均速率、突发脉冲的数量、已捕获一个或几个突发脉冲的电极的数量、突发脉冲的平均持续时间、突发脉冲中动作电位的平均值、突发脉冲中动作电位间间隔(isi)的平均值、突发脉冲间间隔或“ibi”、突发脉冲的频率、突发脉冲的百分比、网络突发脉冲的数量、网络突发脉冲频率、网络突发脉冲持续时间、网络突发脉冲中动作电位的平均值、网络突发脉冲中动作电位间间隔(isi)的平均值、参与形成网络突发脉冲的电极数量、网络突发脉冲中的突发脉冲百分比、网络突发脉冲中的突发脉冲间间隔(ibi)变异系数、互相关曲线下的表面积和同步指数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一隔室(1)中神经网络状态的至少一个特征参数选自由以下组成的组：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤f)包括由所述功能活动数据确定所述第一隔室中神经网络状态的两个参数、有利地三个参数、优选四个参数，或甚至五个参数、特别是六个参数，更特别地七个特征参数，所述参数选自由以下组成的组：

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，步骤g)包括与阈值进行比较的步骤，即：

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤g)包括比较由步骤f)定义的神经网络状态的至少一个特征参数与功能活动特征的参考库。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤g)包括用在分析期间的向上或向下的进展标准监测参数iv)的值。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其特征在于，当每秒动作电位的平均值高于0.5时，进行在步骤f)中神经网络状态的至少一个选自由以下组成的组的特征参数的确定：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，确定神经网络状态的至少一个特征参数有利地包括确定网络的连通性指数，所述连通性指数由连接系数和节点间最小长度的比率值组成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，允许根据步骤a.iv)在所述第一隔室(1)中空间分布的多个测量点上记录神经元的功能活动的装置(40)是实现与培养的细胞间接接触记录的装置(40)，其选自由以下组成的组：

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第一隔室(1)中培养的神经元的功能活动记录转换为功能活动数据的步骤d)是通过用于将神经元的功能活动转换为功能活动数据的装置(50)进行的，转换装置(50)优选地是用于将电和/或电生理数据转换为二进制数据的算法系统。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据步骤c)所述的对所述第一隔室中培养的神经元的功能活动记录的测量持续时间为300ms至20min之间，有利地为1min至15min之间，优选5min至12min之间。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述多隔室微流体装置(10)还包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多隔室微流体装置(10)还包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多隔室微流体装置(10)还包括：

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据步骤b)所述的接触是间接的，因为生物样品被施加到所述第二隔室(21)的生物接口上和/或所述第三隔室的至少一个生物接口上(31,32)和/或所述第四隔室的至少一个生物接口上(41,42,43)和/或所述第五隔室的至少一个生物接口上(51,52,53,54)。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述生物样品选自由以下组成的组：血液、唾液、尿液、泪液、汗液、痰、粘液、脓、淋巴液、脑脊液、鼻咽分泌物、口咽分泌物、滑液、胸膜液、腹膜液、心包液、房水、羊水和血浆。

19.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述生物样品是试剂或检测试剂。

20.一种用于确定生物样品对生物模型的影响的生物感受器，其包括多隔室微流体装置(10)，所述装置包括：

21.包括根据权利要求20所述的生物感受器的生物传感器，其特征在于，其还包括用于将所述第一隔室中培养的神经元的功能活动记录转换为功能活动数据的装置。

22.根据权利要求21所述的生物传感器，其特征在于，其还包括分析装置(60)，所述分析装置被布置为由所述功能活动数据确定所述第一隔室中神经网络状态的至少一个特征参数，所述至少一个参数选自由以下组成的组：

23.根据权利要求21所述的生物传感器，其特征在于，其还包括分析装置(60)，所述分析装置(60)被配置为由所述功能活动数据确定所述第一隔室中神经网络状态的至少一个特征参数，所述至少一个参数选自由以下组成的组：动作电位的数量、动作电位间间隔或“isi”、动作电位间间隔的变异系数、活动电极的数量、标准化动作电位的平均速率、突发脉冲的数量、已捕获一个或几个突发脉冲的电极的数量、突发脉冲的平均持续时间、突发脉冲中动作电位的平均值、突发脉冲中动作电位间间隔(isi)的平均值、突发脉冲间间隔或“ibi”、突发脉冲的频率、突发脉冲的百分比、网络突发脉冲的数量、网络突发脉冲频率、网络突发脉冲持续时间、网络突发脉冲中动作电位的平均值、网络突发脉冲中动作电位间间隔(isi)的平均值、参与形成网络突发脉冲的电极数量、网络突发脉冲中的突发脉冲百分比、网络突发脉冲中的突发脉冲间间隔(ibi)变异系数、互相关曲线下的表面积和同步指数。

24.根据权利要求22或23所述的生物传感器，其特征在于还包括在神经网络状态的至少一个特征参数和所述神经网络状态的至少一个特征参数的参考值之间进行比较以确定所述生物样品的影响的装置(70)。

25.根据权利要求20所述的生物感受器或根据权利要求21至24中任一项所述的生物传感器在用于诊断神经学疾病和/或神经疾病的体外或离体方法中的用途，所述神经学疾病和/或神经疾病有利地选自由以下组成的组：阿尔茨海默病；帕金森病；头部创伤；脑血管意外、血栓性或栓塞性闭塞或缺血；短暂性脑缺血发作；sars-cov-2感染(＝covid-19)的神经元形式；神经元中毒，例如对有机磷化合物的中毒；镇痛；神经炎性疾病，例如多发性硬化症、耳神经炎、脊髓炎、狼疮、克罗恩病；听觉神经损伤导致的听力损伤；肌萎缩侧索硬化症；视网膜神经病变，例如糖尿病引起的；癫痫、牛皮癣、疱疹；脑膜脑炎；孤立性淋巴细胞性脑膜炎；格林-巴利综合征或单神经根型多发性神经根神经炎；周围神经病变和脊髓病。

26.根据权利要求20所述的生物感受器或根据权利要求21至24中任一项所述的生物传感器在用于监测神经学疾病或神经疾病的预防性和/或疗效性治疗的体外或离体方法中的用途，有利地，所述治疗是通过基因疗法、细胞疗法、轴突再生疗法、施用一种或多种疗效性和/或预防性和/或麻醉性试剂的治疗。

27.根据权利要求20所述的生物感受器或根据权利要求21至24中任一项所述的生物传感器在用于鉴定和/或表征试剂的治疗性能和/或试剂的阈值浓度的体外或离体方法中的用途。