创伤性脑损伤（tbi）的有限元（fe）模型能够预测损伤引起的脑组织变形。
然而，目前的fe模型不具备预测组织变形的生物学后果的能力，这需要确定与机械---的影响和生物相关的功能反应有关的容忍标准。
为了解决这一缺陷，细胞间力-电耦合数据记录系统，我们提出了大脑皮层对受控机械---的神经元网络电生理功能改变的功---受标准，使用体外脑皮质电生理功能测定系统来进行验证。
器1官型皮层切片培养物通过体外脑皮质电生理功能测定系统进行等轴拉伸进行机械损伤，在组织应变和应变率与tbi相关的体---型（lagrangian应变达0.59，应变率达29。在损伤后4-6天，使用微电极阵列同---估整个皮层的电生理功能。
与未受---的自发网络活动有关的电生理参数（神经事件率、持续时间和幅度）、受---的诱发反应（蕞大反应、半蕞大反应所需的---电流以及代表发射均匀性的电生理参数），以及在不同---间期的诱发配对脉冲比，对每个皮质切片培养进行量化。
在作为自变量的机械损伤参数（组织应变和应变率）和作为输出的每个电生理参数之间进行非线性回归。通过十倍的交叉验证，从大量的候选方程中确定了拟合的蕞佳方程。
电生理参数的变化以一种复杂的方式依赖于应变和应变率。与海马相比，大脑皮层的自发活动较少，兴奋性较低，对受控变形（应变或应变率）的反应，电生理功能不易发生明显变化。
我们通过体外脑皮质电生理功能测定系统的研究提供了可以纳入fe模型的功能数据，以提高其对tbi的体内后果的预测能力。
电生理活动-力学细胞模型
体外细胞拉伸、电生理、成像三合一系统
模块化力、电生理、成像三合一集成
拉伸：应变率≤80/s，应变≤50%
多通道微电极：2x60
高分辨率成像：2mp分辨率下每秒---2000帧
细胞拉伸前、细胞拉伸时、细胞拉伸后：mea电---、阻抗定量测量以及电生理活动的记录
每年有超过 170 万美---遭受创伤性脑损伤 (tbi) 或，12，000-20，000 人遭受脊髓损伤 (sci)。尽管过去几十年在研究和开发上花费了数十亿美元，但人们对神经创伤性损伤的机制知之甚少，细胞机械力-电耦合数据采集系统，所有 35 项神经保护---试验均以失败告终。在大多数情况下，细胞损伤的主要生物力学机制是病理性拉伸撞击过程中的脑组织。meassure 在体外受控环境中重现 tbi、sci 或的生物力学。为了研究反复的影响和与神经退行性---的联系，可以产生多处伤害。meassure 允许功能性筛选直接评估候选的功效，加速---前发现过程。病理细胞拉伸神经创伤研究与meassure 允许在受控环境中---且重复地再现 tbi 和 sci 的生物力学。通过将损伤后电生理与损伤前水平进行比较，可以使用嵌入的微电极以直接的方式评估受损神经元的电生理变化。因此，可以很容易地评估或其他策略的有效性，以限度地减少---后的损害。研究meassure 将允许研究人员和医生开发基于潜在损伤的电生理学而不是认知测试的改进的协议。 肌肉损伤研究与meassure 将允许调查由过度紧张或压缩引起的肌肉损伤的机制，力-电耦合，并评估加速恢复的。 查看全尺寸修复研究的机制参与身体不同部位---后的修复过程，例如创伤性脑损伤后的大脑。机械感受器的机制尚不清楚。meassure 将成为阐明和研究这一机制的有用工具。其他：神经退行性---研究诸如阿尔茨海默病的神经变性---具有与 tbi 共同的病理途径，例如，淀粉样斑块的积聚。因此， meassure 可能是早期评估候选对阿尔茨海默病的---工具。
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关键词： 微观力学测定系统 - 细胞力学设备 - 生物打印机 - 酶联斑点图像分析仪 - 单细胞单分子封装仪
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