眼動(dòng)指標(biāo)的認(rèn)知含義與測(cè)謊價(jià)值

任延濤++孟凡騫

摘要 眼動(dòng)研究法是認(rèn)知心理學(xué)研究中的重要方法，具有無(wú)損傷、生態(tài)化的特點(diǎn)。而基于眼動(dòng)方法的測(cè)謊技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)相比，也是一種具有較高信度與效度的心理測(cè)試方法，在實(shí)際應(yīng)用中具有較大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)眼動(dòng)行為指標(biāo)進(jìn)行分析，可以考察“謊言”機(jī)制，一些眼動(dòng)指標(biāo)，如首視點(diǎn)、注視時(shí)間、注視次數(shù)、眼跳距離、回視數(shù)、瞳孔直徑、興趣區(qū)、眼跳潛伏期、眼動(dòng)軌跡等，都具有一定的測(cè)謊價(jià)值。但眼動(dòng)測(cè)謊方法目前尚處于研究階段，仍存在一定不足，亟待不斷完善。關(guān)鍵詞 眼動(dòng)；認(rèn)知；測(cè)謊

分類(lèi)號(hào) D9172測(cè)謊技術(shù)是將心理學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種相關(guān)學(xué)科融為一體，對(duì)個(gè)人內(nèi)心的隱瞞意圖和狀態(tài)進(jìn)行探測(cè)的一門(mén)科學(xué)。20世紀(jì)初，隨著現(xiàn)代測(cè)謊技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)謊技術(shù)以其較高的測(cè)試信度與效度為諸多應(yīng)用領(lǐng)域所認(rèn)同、接受。在刑事偵查實(shí)踐中，測(cè)謊技術(shù)的大量運(yùn)用極大提高了刑事偵查工作的效率。從某種程度上說(shuō)，測(cè)謊技術(shù)的運(yùn)用具有重大的變革意義。但是，隨著傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)在司法實(shí)踐領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，其自身的技術(shù)缺陷與不足也變得更加明顯。以多道生理測(cè)試儀為主體的傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)，在“反測(cè)謊”及測(cè)試“偽反應(yīng)”等問(wèn)題上，面臨諸多質(zhì)疑。隨著生物學(xué)與心理學(xué)的發(fā)展，尤其是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的興盛，一些基于腦科學(xué)的測(cè)謊技術(shù)，如fMRI、PET、ERP技術(shù)也逐漸出現(xiàn)，但這些技術(shù)尚未成熟，也存在諸多缺陷與不足。近年來(lái)，在實(shí)驗(yàn)心理學(xué)與認(rèn)知心理學(xué)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外研究者運(yùn)用眼動(dòng)跟蹤記錄技術(shù)考察人的認(rèn)知加工過(guò)程，取得了一定的進(jìn)展。

1眼動(dòng)與眼動(dòng)記錄技術(shù)簡(jiǎn)介

人的信息獲取80%是依靠視覺(jué)，眼球運(yùn)動(dòng)是視覺(jué)信息輸入的主要方式。人類(lèi)眼球運(yùn)動(dòng)有三種基本類(lèi)型：注視、眼跳和追隨運(yùn)動(dòng)。注視是指將眼睛的中央凹對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)刺激的活動(dòng)。眼跳是注視點(diǎn)的快速轉(zhuǎn)移，從而將需要注視的對(duì)象保持在視網(wǎng)膜中央凹區(qū)域，以此獲得清晰的視覺(jué)。追隨運(yùn)動(dòng)是指眼睛追隨一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體移動(dòng)。

眼睛是心靈的窗戶(hù)，人類(lèi)自始就通過(guò)觀(guān)察人的眼睛來(lái)分析判斷其內(nèi)在的心理活動(dòng)。19世紀(jì)末，國(guó)外研究者開(kāi)始通過(guò)分析人的眼球運(yùn)動(dòng)來(lái)考察人的心理活動(dòng)，分析眼動(dòng)行為與心理活動(dòng)的關(guān)系，專(zhuān)門(mén)記錄眼球運(yùn)動(dòng)的裝置——眼動(dòng)儀也隨之出現(xiàn)。眼動(dòng)儀的出現(xiàn)為心理學(xué)研究者進(jìn)行不同條件下的視覺(jué)認(rèn)知加工提供了重要手段。一百多年來(lái)，眼動(dòng)記錄技術(shù)不斷發(fā)展，由簡(jiǎn)單粗糙到智能成熟，先后經(jīng)歷了觀(guān)察法、后像法、機(jī)械記錄法、光學(xué)記錄法、影像記錄法等多種方法的演變。近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、紅外技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，高精度眼動(dòng)儀也開(kāi)始出現(xiàn)，極大地促進(jìn)了眼動(dòng)記錄技術(shù)的推廣與運(yùn)用，尤其在認(rèn)知心理學(xué)研究中，這一手段成為一種不可替代的研究技術(shù)。

2眼動(dòng)技術(shù)測(cè)謊的可行性

2.1眼動(dòng)技術(shù)是觀(guān)察“謊言”機(jī)制的重要手段

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為眼運(yùn)動(dòng)與認(rèn)知之間存在諸多關(guān)聯(lián)一致性。美國(guó)心理學(xué)家Just和Carpenter的直接假說(shuō)（Immediacy Assumption）和眼腦假說(shuō)（Eyemind Assumption）都指出眼運(yùn)動(dòng)與認(rèn)知的直接聯(lián)系。因此，對(duì)眼動(dòng)軌跡的追蹤分析就成為考察大腦認(rèn)知活動(dòng)過(guò)程的一種有效途徑。研究表明，眼運(yùn)動(dòng)的速度、眼跳動(dòng)距離、注視停留時(shí)間及掃描路線(xiàn)等指標(biāo)都是分析大腦認(rèn)知加工過(guò)程的有效指標(biāo)，對(duì)這些指標(biāo)的綜合分析能揭示復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)變化。同時(shí)，微小眼跳與瞳孔直徑等指標(biāo)又與人的情緒狀態(tài)存在很大的相關(guān)性，對(duì)于焦慮緊張等負(fù)性情緒的反應(yīng)尤其靈敏。因此，通過(guò)眼動(dòng)技術(shù)，既可以分析認(rèn)知加工過(guò)程，又可以分析認(rèn)知過(guò)程所伴隨的情緒反應(yīng)，而“謊言”產(chǎn)生機(jī)制則恰是認(rèn)知加工與情緒加工雙重加工的合體，重點(diǎn)體現(xiàn)為記憶與情緒反應(yīng)，所以，眼動(dòng)技術(shù)可以作為觀(guān)察“謊言”機(jī)制的重要手段。

2.2眼動(dòng)技術(shù)具有特有的“測(cè)謊”優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的多道生理心理測(cè)試儀（polygraph）是當(dāng)今用于刑事測(cè)謊的最為普遍的技術(shù)，其操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)靈敏，易于學(xué)習(xí)。但多道測(cè)試儀的原理是測(cè)量情緒反應(yīng)所伴隨的生理反應(yīng)，而并非認(rèn)知過(guò)程本身，這就使得這種技術(shù)效度較低，尤其是難以避免假陽(yáng)性問(wèn)題，因此這一技術(shù)逐漸被事件相關(guān)電位技術(shù)（ERP）等新技術(shù)所取代。事件相關(guān)電位測(cè)謊技術(shù)通過(guò)給予受測(cè)人一定刺激（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)）來(lái)探測(cè)所產(chǎn)生的誘發(fā)電位，直接考察說(shuō)謊認(rèn)知過(guò)程本身，具有較高的信度與效度。但由于誘發(fā)電位本身的復(fù)雜性要求這種測(cè)謊技術(shù)的操作者掌握諸多心理學(xué)知識(shí)，如認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、實(shí)驗(yàn)心理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等，同時(shí)還要具備刑事偵查學(xué)的相關(guān)知識(shí)，而且操作者在測(cè)試前需科學(xué)合理地制作刺激材料，并在測(cè)試中嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量，這就使得事件相關(guān)電位測(cè)謊技術(shù)在公安實(shí)踐中較難普及。相對(duì)于以上兩種技術(shù)，眼動(dòng)測(cè)謊技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)：一是易用性，眼動(dòng)技術(shù)中眼動(dòng)記錄設(shè)備操作簡(jiǎn)單，同時(shí)數(shù)據(jù)分析也較為形象直觀(guān)，測(cè)試操作人無(wú)需太多專(zhuān)業(yè)背景與專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練；二是生態(tài)化，眼動(dòng)記錄設(shè)備往往采取無(wú)接觸方式，不影響正常的認(rèn)知加工，不同于ERP技術(shù)受到電極帽導(dǎo)電膏的影響，可以用于真實(shí)的審訊環(huán)境中，也可以用于一般性證人測(cè)試，這種生態(tài)化的測(cè)試手段，會(huì)使測(cè)試結(jié)果更加客觀(guān)、真實(shí)；三是高效度，與多道測(cè)謊技術(shù)相比，由于眼動(dòng)技術(shù)是考察視覺(jué)認(rèn)知加工過(guò)程，其測(cè)量效度要更高，而且某種程度上與事件相關(guān)電位測(cè)謊有著同樣的效度，同時(shí)，眼動(dòng)技術(shù)也可以結(jié)合認(rèn)知過(guò)程所伴隨的情緒指標(biāo)進(jìn)行輔助分析，使心理測(cè)試的信度與效度大大提高。

3眼動(dòng)指標(biāo)的認(rèn)知含義與測(cè)謊價(jià)值

通過(guò)分析眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行個(gè)體心理加工過(guò)程的分析考察是當(dāng)代心理學(xué)研究的重要方法之一。以下從眾多基于眼動(dòng)技術(shù)的相關(guān)心理學(xué)研究中選取具有一定測(cè)謊意義的指標(biāo)進(jìn)行闡述，探討該指標(biāo)在測(cè)謊方面的應(yīng)用價(jià)值。

《心理技術(shù)與應(yīng)用》 2015年第7期 （總第23期）任延濤孟凡騫眼動(dòng)指標(biāo)的認(rèn)知含義與測(cè)謊價(jià)值3.1首視點(diǎn)

首視點(diǎn)，即第一次注視位置，它往往反映被測(cè)人的興趣點(diǎn)（與關(guān)心、焦慮事件相關(guān)）。刑事測(cè)謊中，首視點(diǎn)指標(biāo)往往反映出被測(cè)人對(duì)案件信息的不同關(guān)注點(diǎn)，具有一定的鑒別力。但是，首視點(diǎn)指標(biāo)也容易受到刺激材料物理特性的影響（Kirchner，2006）。第一，材料的新異性特性（亮度、顏色、輪廓等），即刺激材料中，某部分信息在亮度、顏色、輪廓、材質(zhì)等特性上與周?chē)h(huán)境形成鮮明對(duì)比，則這部分信息更能引起人的首次注視；第二，活動(dòng)性，即運(yùn)動(dòng)的信息相對(duì)于靜止的信息更能引起注視；第三，危險(xiǎn)性，有些危險(xiǎn)性信息，如刀、槍等，能引起人更多的首次注視。在刑事測(cè)謊中，圖像刺激中要避免具有以上特征的材料，要考慮到刺激材料的這些物理特性對(duì)人的眼動(dòng)行為的影響，以排除無(wú)關(guān)變量干擾（任延濤，韓玉昌，隋雪，2006）。

3.2注視時(shí)間

從直接假說(shuō)（Immediacy Assumption）和眼腦假說(shuō)（Eyemind Assumption）開(kāi)始，許多研究數(shù)據(jù)表明，對(duì)某信息的注視時(shí)間一般即是對(duì)此信息的認(rèn)知加工時(shí)間。認(rèn)知加工難度較大時(shí)，也即認(rèn)知負(fù)荷大時(shí)，注視時(shí)間會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)。在刑事測(cè)謊中，注視時(shí)間是較為有效的測(cè)試指標(biāo)，它可以反映受測(cè)人對(duì)某信息的熟悉度與關(guān)注度，如現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景信息、作案工具信息、面孔信息等。同時(shí)，也可結(jié)合瞳孔數(shù)據(jù)，分析受測(cè)人的情緒狀態(tài)，如焦慮、恐懼等。有研究表明，考察不同熟悉度的面孔識(shí)別過(guò)程中，被試的注視時(shí)間及瞳孔直徑有顯著的差異。所以，注視時(shí)間這一指標(biāo)對(duì)于刑事測(cè)謊中的熟悉度檢驗(yàn)有著重要的研究意義。

3.3注視次數(shù)

注視次數(shù)是以某一個(gè)特定研究區(qū)域（興趣區(qū)）為單位，計(jì)算受測(cè)人對(duì)這一單位區(qū)域的注視次數(shù)，它反映受測(cè)人對(duì)該區(qū)域的熟悉度與興趣度。在刑事測(cè)謊中，可以現(xiàn)場(chǎng)某一環(huán)境作為刺激材料，劃定作案人了解的與作案相關(guān)的特殊區(qū)域，測(cè)試受測(cè)人對(duì)這一區(qū)域的注視次數(shù)。這一參數(shù)能清晰反映受測(cè)人的知情度或熟悉度。當(dāng)然，在刑事測(cè)謊中，可根據(jù)不同的測(cè)試目標(biāo)選取相應(yīng)的測(cè)試材料，劃定不同的興趣區(qū)，從而分析這一興趣區(qū)內(nèi)受測(cè)人的注視次數(shù)，如殺人案現(xiàn)場(chǎng)尸體位置（移除尸體），盜竊案現(xiàn)場(chǎng)錢(qián)物遺失位置等都可以被劃定為興趣區(qū)。

3.4眼跳距離

眼跳是一種快速的注視轉(zhuǎn)移，是將視網(wǎng)膜的中央凹重新定位到視覺(jué)場(chǎng)景中的一個(gè)新點(diǎn)上，以此來(lái)獲得精確而清晰的視覺(jué)（Schall，2002）。眼跳距離，是指從前一個(gè)注視點(diǎn)向下一注視點(diǎn)進(jìn)行視線(xiàn)轉(zhuǎn)移時(shí)，兩個(gè)注視點(diǎn)之間的夾角，往往以角度為單位。這一指標(biāo)反映視覺(jué)加工的廣度，夾角越大則信息加工廣度越大。在刺激材料中，信息量較大部分的眼跳角度小，或興趣區(qū)內(nèi)的眼跳角度要小（Bohme，Krause，Barth，& Martinetz，2004）。在刑事測(cè)謊中，眼跳距離大的掃描區(qū)域往往不是受測(cè)人所關(guān)心的內(nèi)容，而眼跳距離小的區(qū)域則是其興趣所在。眼跳也在一定程度上表明眼跳是與注意轉(zhuǎn)移相伴的（張學(xué)民，舒華，高薇，2003）。作案人與非作案人由于存在不同的認(rèn)知狀態(tài)，對(duì)同一現(xiàn)場(chǎng)圖片的眼跳距離有著明顯的差異。

3.5回視數(shù)

回視是指從后一注視點(diǎn)又返回以前注視過(guò)的區(qū)域?；匾曋笜?biāo)表明先前的信息加工不完全、不充分，有繼續(xù)加工的必要，它反映出被測(cè)人對(duì)圖像刺激不同區(qū)域的關(guān)注度存在差異，關(guān)注度高，則可能存在明顯的回視加工。在刑事測(cè)謊中，作案人回視數(shù)越多的區(qū)域，往往就是案件信息關(guān)鍵區(qū)域，如盜竊案中的財(cái)物存放、盜取位置。但回視數(shù)并不是一定精確的指標(biāo)，它容易受到其他因素的影響，因而，回視數(shù)通?？勺鳛橐粋€(gè)有效的輔助指標(biāo)。

3.6瞳孔直徑

瞳孔大小直接與人的各種情緒相關(guān)，尤其是負(fù)性情緒，如焦慮、驚恐、憤怒，在這些情緒的作用下，人的瞳孔直徑的變化非常明顯（Webb et al.，2009）。在刑事測(cè)謊中，瞳孔直徑指標(biāo)能有效測(cè)查受測(cè)人對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題（聲音刺激、圖像刺激）的情緒變化，如作案人對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)圖像刺激會(huì)存在較大的瞳孔直徑變化。瞳孔大小變化，與認(rèn)知加工難度也存在相關(guān)，難度大時(shí)瞳孔變大，并且穩(wěn)定性較差。在實(shí)踐中，可以結(jié)合注視時(shí)間等指標(biāo)，來(lái)判斷被測(cè)人對(duì)刺激的加工難度。如作案人對(duì)被害人的面孔刺激會(huì)具有較大的認(rèn)知負(fù)荷，加工難度較大，瞳孔直徑有較大變化，同時(shí)也會(huì)伴有強(qiáng)烈的情緒反應(yīng)，也使瞳孔直徑增大。但是值得注意的是，瞳孔的變化對(duì)外界光線(xiàn)的變化較為敏感，在測(cè)試中，要保證刺激材料具有相似的物理特性，如亮度、顏色等一致性。測(cè)試前應(yīng)該進(jìn)行一定的亮度測(cè)試，排除這種無(wú)關(guān)刺激的干擾。同時(shí)保持外界環(huán)境變化的一致性，如房間光照度及噪音變量的恒定。

3.7興趣區(qū)

興趣區(qū)是指按照顧不同的測(cè)試任務(wù)要求，將刺激材料的某個(gè)區(qū)域設(shè)定為關(guān)注區(qū)域，記錄受測(cè)人在此區(qū)域的所有眼動(dòng)數(shù)據(jù)。興趣區(qū)必須結(jié)合注視次數(shù)、瞳孔直徑與注視時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行綜合考察。在刑事測(cè)謊中，可按不同的測(cè)試任務(wù)、針對(duì)不同的測(cè)試對(duì)象設(shè)置興趣區(qū)。興趣區(qū)的劃分具有較大的靈活性，也可以進(jìn)行未知信息的探察，如拋尸地點(diǎn)等。

3.8眼跳潛伏期

眼跳的潛伏期是指從刺激呈現(xiàn)到眼跳開(kāi)始執(zhí)行之間的時(shí)間間隔，包括信息的傳入、傳出所需的時(shí)間和由所經(jīng)通路的復(fù)雜程度決定的中樞加工時(shí)間（Darrien，2001）。在眼跳潛伏期中視線(xiàn)保持在注視點(diǎn)范圍內(nèi)，而在注視的過(guò)程中至少發(fā)生了兩個(gè)加工過(guò)程：一是對(duì)中央凹視野中的目標(biāo)進(jìn)行分析并對(duì)邊緣視野中的目標(biāo)做眼跳定位；二是為下個(gè)眼跳做好準(zhǔn)備。眼跳指標(biāo)較為精細(xì)，一般認(rèn)為這一指標(biāo)受神經(jīng)加工速度及刺激的特異性影響較大，在刑事測(cè)謊中運(yùn)用較少。在刑事測(cè)謊中，這一指標(biāo)的研究?jī)r(jià)值有著較大的爭(zhēng)議。

3.9眼動(dòng)軌跡

眼動(dòng)軌跡是指被測(cè)人觀(guān)察刺激材料所形成的物理掃描路徑。眼動(dòng)軌跡指標(biāo)能真實(shí)揭示被測(cè)人整個(gè)認(rèn)知加工過(guò)程，清晰展現(xiàn)被測(cè)人在加工刺激材料時(shí)所表現(xiàn)的認(rèn)知負(fù)荷與興趣特征。在刑事測(cè)謊中，作案人往往與非作案人的眼動(dòng)軌跡存在較大的差異。刑事測(cè)謊過(guò)程中，在分析其他眼動(dòng)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用眼動(dòng)軌跡指標(biāo)進(jìn)行最后的綜合分析，能深入揭示被測(cè)人的心理活動(dòng)特點(diǎn)。

目前，基于眼動(dòng)指標(biāo)的測(cè)謊研究仍處于探索階段，在一些觀(guān)點(diǎn)上學(xué)者們?nèi)源嬖谝欢ǖ臓?zhēng)議。作為一種獨(dú)立的測(cè)謊手段，眼動(dòng)測(cè)謊仍存在一些缺陷，如測(cè)試主觀(guān)性、隨意性較大，尚未具備客觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)謊問(wèn)題模式等，但是，眼動(dòng)技術(shù)作為測(cè)謊技術(shù)的一種必要手段是毋庸質(zhì)疑的。未來(lái)的測(cè)謊技術(shù)將是多種技術(shù)的有機(jī)整合，而眼動(dòng)技術(shù)必然是其中不可缺少的一種。

參考文獻(xiàn)任延濤， 韓玉昌， 隋雪. （2006）. 視覺(jué)搜索過(guò)程中的眼跳及其機(jī)制. 心理科學(xué)進(jìn)展，14（3）， 340-345.張學(xué)民， 舒華， 高薇. （2003）. 視覺(jué)選擇性注意加工的優(yōu)先效應(yīng)與加工模式. 心理科學(xué)，26（2）， 358-359.Bohme， M.， Krause， C.， Barth， E.， Martinetz， T.（2004）. Eye movement predictions enhanced by saccade detection.Brain Inspired Cognitive Systems.Stirling： University of stirling.Darrien， J. H. （2001）. An analysis of the dependence of saccadic latency on target position and target characteristics in human subjects. Bmc Neuroscience， 2（1），13.Kirchner， H. （2006）. Ultrarapid object detection with saccadic eye movements： visual processing speed revisited. Vision Research， 46（11）， 1762-1776.Schall， J. D. （2002）. The neural selection and control of saccades by the frontal eye field. Philosophical Transactions of the Royal Society B： Biological Sciences， 357（1424）， 1073-1082.Webb， A. K.， Hacker， D. J.， Osher， D.， Cook， A. E.， Dan， J. W.， & Kristjansson， S.， et al. （2009）. Eye movements and pupil size reveal deception in computer administered questionnaires. Lecture Notes in Computer Science.

Cognitive Values and Polygraph Testing Applications of Eye Movement IndicatorsREN Yantao；MENG Fanqian（National Police University of China，Shenyang 110035，China）Abstract： Eye movement technology is one of the important methods in cognitive psychology. As it is zeroharm and ecological， polygraph technology employing eye movement analyses is an advanced method， which has high level of reliability and validity， compared to traditional forms of polygraph techniques. Analyzing eye movement facilitates the mechanism of lying. Several eye movement indicators can be used in polygraph tests， including the first of fixation， duration of fixation， the number of fixation， distance of saccadic， the number of regressive eye movement， pupil diameter， area of interest， saccade latency， and eye movement locus. Despite the advantages， polygraph tests relying on eye movement analyses remain developing and need to be interpreted with caution.Key words： eye movement； cognitive； polygraph test

欄目編輯/王晶晶終校/丁堯《心理技術(shù)與應(yīng)用》 2015年第7期 （總第23期）Psychology： Techniquse and Applications7th Issue， 2015 （Serial No.23）收稿日期：20150302