이 연구의 목적은 뇌 신경세포 활동의 비동기화 정도는 두피에서 측정된 뇌파의 전극전위간의 상관계수와 관련이 있을 것이라는 가설을 검증하고 그 가설을 이용하여 과학적인 사고과정에서 나타나는 뇌파의 특성을 기술하는 것이다. 초등학교 6학년과 중학교 1, 2학년을 대상으로 실험 설계, 인지갈등, 연계, 초인지등의 4단계의 과학적인 사고과정으로 이루어진 구슬굴리기 과제를 수행하는 과정에서 나타나는 뇌파와 안정상태의 뇌파를 19개의 두피전극에서 측정하였다. 연구결과, 전극전위간 상관계수가 작아질수록 뇌 신경세포의 비동기화 정도가 커졌으며, 안정상태에 비해 과학적인 사고과정에서 전전두엽과 전두엽의 전극전위간 상관계수가 감소하였다. 또한, 과학적인 사고과정에서 전전두엽과 전두엽의 뇌세포가 가장 많이 활성화되었다. 뇌파를 이용한 과학적 사고과정의 연구에서 뇌파의 주파수 특성뿐만 아니라 전극전위간 상관계수를 분석함으로써 좀 더 의미있는 결과를 얻을 수 있다고 생각한다.
The purpose of this study was to test whether the degrees of desyncronization in cranial nerves were related to correlation coefficient between brain waves measured on scalp. Based on the hypothesis. this research intended to describe the patterns of brain wave during scientific reasoning. EEG (electroencephalography) signals in 19 electrodes were recorded from elementary (6th grade) and middle (7th, 8th grade) school students as they performed roller-ball tasks: planning experiment, cognitive conflict, bridging, metacognition, and at rest (eyes closed and eyes opened). The results showed that the smaller the correlation coefficient was, the bigger the degrees of desyncronization. As compared to resting periods, the correlation coefficients in prefrontal and frontal lobe decreased during scientific reasoning. And the nerves in prefrontal and frontal lobes were most active during scientific reasoning. These results suggest that the correlation coefficient in addition to frequency of brain waves be analysed to get meaningful results of researches on scientific reasoning by brain wave.
