Brain Activations on the Hypothesis-Generating and Hypothesis-Understanding in Pre-Service Teachers not Majoring in Biology, Pre-Service Teachers Majoring in Biology and Biologists

생물전공 및 비전공 예비교사들과 생물학자들의 가설 생성 및 이해에서 나타나는 두뇌 활성 차이

We aimed to examine difference between the brain activation pattern based upon hypothesis-generating and hypothesis-understanding among the pre-service teachers not majoring in biology, the pre-service teachers majoring in biology and the biologists using fMRI. We have designed two sets of task paradigm on the biological phenomena: hypothesis-generating and hypothesis-understanding and thirty six healthy participants (twelve participants per group) performed the tasks. The result was showed that 1) there were significant differences of brain activation patterns in hypothesis-generating on the biological phenomena among three groups, 2) the left middle frontal gyrus in the part of DLPFC region was play an important roles of hypothesis-generating and make a significant differences among three groups. The superior ability of biologists were based upon the activation of middle frontal gyrus which has secondary integration of abstract information, and 3) there were no significant differences of brain activation patterns in hypothesis-understanding on the biological phenomena among three groups. These findings provided that scientist might be skillful in generating a new scientific knowledge.

우리는 기능성자기공명영상을 이용하여 생물전공 및 비전공 예비교사들과 생물학자들의 가설 생성 및 이해에서 나타나는 두뇌 활성 차이를 검증하고자 하였다. 이를 위해 우리는 생명현상에 관한 두 세트의 과제 패러다임(가설생성 및 가설이해)을 설계한 뒤, 36명의 건강한 연구 참여자들(각 집단별 12명)과 함께 이 연구를 수행하였다. 이 연구의 결과는 첫째, 생명현상에 대한 가설생성에서 나타나는 두뇌활성 패턴에 있어 세 집단 간의 유의미한 차이가 발견되었다. 둘째, 배외측전전두피질부의 한 부분인 좌측 중전두이랑이 세 집단 모두에서 가설생성에 있어 중요한 역할을 하고 있다는 것이다. 또한 생물학자들에게서 나타나는 우수한 가설 생성능력은 2차적인 추상정보의 통합 기능을 하는 좌측 중전두이랑의 활성에의한 것으로 판단된다. 셋째, 생명현상에 대한 가설이해 과정에서는 세집단 간의 유의미한 두뇌활성 패턴차이가 발견되지 않았다. 이러한 결과들은 과학자들이 새로운 과학적 지식의 생성에 있어 숙련되어있다는 것을 보여주고 있다.