의예과 생명공학과 세특: 이차함수로 보는 뉴런의 비밀→ 호기심 유발 + "수학 × 뇌과학" 조합 강조

 

🧠 이차함수로 뉴런을 이해한다고?

수학과 신경과학이 만난 융합 탐구

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🔍 어떤 주제인가요?

최근 뇌과학과 생명공학 분야에서는 **신경세포의 전기적 반응(활동전위)**를
수학적으로 분석하려는 연구가 활발해지고 있어요.
그 중심에 바로 우리가 익숙한 이차함수와 이차방정식이 있다는 사실, 알고 계셨나요?

이 탐구는 고등학교 수학에서 배우는 이차함수를
신경과학 실험 데이터 분석에 직접 적용해보는 활동이에요.

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🎯 탐구 목표

• 이차함수의 정점과 축 개념을 통해 뉴런의 반응 시점 분석
• 신경세포의 전압 변화 곡선을 수학적 모델로 근사
• 수학과 생명과학의 연결 지점을 실제로 체험

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🧪 탐구 활동 요약

단계                               활동 내용

1단계	이차함수 성질 복습 (정점, 대칭성 등)
2단계	신경세포의 활동전위 데이터 조사
3단계	곡선을 이차함수로 근사해 모델링 시도
4단계	최대 전압 시점, 반응 속도 등을 함수로 해석
5단계	생물학적 의미와 연결 + 보고서 정리

 

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📊 실험 예시

• 근사된 활동전위 함수:
  V(t) = -6.2t² + 24.8t + 4.3
• 정점 시점: t = 2.0초, 전압 최대치: 29.1mV
• 이차함수의 정점이 뉴런의 최대 흥분 시점과 일치함을 확인했어요!

 

                                                                   다운로드하세요

이차함수를 활용한 신경세포 활동전위 곡선 모델링 (1).pdf

0.04MB

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💬 느낀 점

이차함수는 단순히 수학 시간에 그래프 그릴 때만 쓰이는 게 아니에요.
생명과학, 뇌과학처럼 사람의 몸을 연구하는 분야에서도
정량적 분석 도구로 아주 강력하게 사용될 수 있다는 걸 직접 체감했어요.

수학이 사람을 이해하는 데 이렇게까지 쓸 수 있다니,
그 가능성이 정말 무궁무진하네요!

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✍️ 생기부 추천 문장 예시

"신경세포의 활동전위 곡선을 이차함수로 근사해 흥분 반응의 수학적 모델링을 시도하고,
정점의 생물학적 의미를 탐구함으로써 수학과 생명과학의 융합에 관심을 보임."

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🧠 확장 가능 활동

• EEG(뇌파), 심전도, 감정 반응 등 다른 생체신호 분석에도 적용 가능
• AI × 신경모델 분야로도 발전 가능
• 자율동아리, 세특, 심화 탐구보고서로도 활용도 높아요!

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💡 Tip!
이 탐구는 의예과, 생명과학과, 뇌공학, 심리학 진로 모두와 잘 연결되며,
보고서 한 장으로도 진로 관심도와 수학적 사고력을 동시에 어필할 수 있는 훌륭한 주제랍니다.