鼠標(biāo)追蹤技術(shù)應(yīng)用于測(cè)謊領(lǐng)域的可行性探究

摘要：人們?cè)谧罱K否定事實(shí)之前可能會(huì)先在無意識(shí)中肯定事實(shí)，繼而評(píng)估是否應(yīng)該將這一內(nèi)容作為反應(yīng)而外顯。基于對(duì)欺騙的這一認(rèn)識(shí)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過程的鼠標(biāo)追蹤技術(shù)可以反應(yīng)認(rèn)知過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，更好地揭示被試在說謊反應(yīng)中的心理過程，且具有良好的信效度。本研究選取在校大學(xué)生作為被試，均為右利手。使用Mouse Tracker v2.70的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序Designer編輯與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)范式參照Duran等人的研究。被試根據(jù)色塊指示進(jìn)行誠(chéng)實(shí)或欺騙反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，被試將填寫這100道問題的確認(rèn)單，用以核對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果顯示，在反應(yīng)時(shí)方面，誠(chéng)實(shí)反應(yīng)顯著比欺騙反應(yīng)花費(fèi)更少時(shí)間。欺騙反應(yīng)較誠(chéng)實(shí)反應(yīng)在鼠標(biāo)移動(dòng)實(shí)際軌跡和理想軌跡之間的最大垂直偏差量（MD）更大，到達(dá)最大偏差量的時(shí)間更晚，從而造成曲線下面積（AUC）也更大。而欺騙反應(yīng)的鼠標(biāo)軌跡也相對(duì)不平滑。本研究表明，鼠標(biāo)軌跡技術(shù)中的各項(xiàng)指標(biāo)均可以區(qū)分誠(chéng)實(shí)與欺騙反應(yīng)，可作為配合ERP測(cè)謊的參考指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：鼠標(biāo)追蹤技術(shù)；測(cè)謊；認(rèn)知加工

一、引言

人們對(duì)測(cè)謊方法的探究已有近百年的歷史。從古代的“嚼米斷案”到近現(xiàn)代的多導(dǎo)儀（俗稱“測(cè)謊儀”）測(cè)謊和事件相關(guān)電位（ERP）測(cè)謊，測(cè)謊方式的發(fā)展越來越趨向于自動(dòng)化和科學(xué)化。而這些測(cè)謊方法大多需要依靠復(fù)雜的儀器設(shè)備，如多導(dǎo)儀和腦電設(shè)備，從而使得測(cè)謊工作在一定程度上受到儀器設(shè)備局限性的影響。開發(fā)不僅方便攜帶而且能準(zhǔn)確地進(jìn)行謊言測(cè)試的技術(shù)設(shè)備成為研究者們不斷努力的方向。

在這種背景下，鼠標(biāo)追蹤技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這項(xiàng)技術(shù)由弗里曼（Freeman）團(tuán)隊(duì)于2010年開發(fā)，該技術(shù)可以避免龐大設(shè)備的使用，硬件上僅一臺(tái)電腦和鼠標(biāo)就可以完成測(cè)試。簡(jiǎn)單地說，鼠標(biāo)追蹤技術(shù)是指跟蹤記錄被試移動(dòng)電腦鼠標(biāo)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)鼠標(biāo)的運(yùn)行軌跡，通過對(duì)鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)的分析，對(duì)心理加工的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。近年來，這一技術(shù)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)開發(fā)、人因工程、心理學(xué)等諸多領(lǐng)域。弗里曼等人率先將其應(yīng)用于個(gè)體建構(gòu)過程測(cè)量研究中。

有研究指出，人們?cè)谧罱K否定事實(shí)之前可能會(huì)先在無意識(shí)中肯定事實(shí)，繼而評(píng)估是否應(yīng)該將這一內(nèi)容作為反應(yīng)而外顯。鼠標(biāo)追蹤技術(shù)基于這一原理，試圖通過記錄人手操縱的鼠標(biāo)軌跡來揭示人腦的認(rèn)知加工過程。已有充分證據(jù)表明，人的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)過程是知覺-認(rèn)知過程隨時(shí)間持續(xù)更新的結(jié)果。它不僅是感覺或認(rèn)知系統(tǒng)的終端，而且是動(dòng)態(tài)知覺和認(rèn)知的一部分。人們的手部動(dòng)作同樣反映了這一過程，當(dāng)手部鼠標(biāo)移向某一目標(biāo)時(shí)，其受到潛意識(shí)啟動(dòng)的動(dòng)態(tài)影響而使得移動(dòng)路徑出現(xiàn)弧度。如果在鼠標(biāo)移向目標(biāo)的過程中與無意識(shí)內(nèi)容相反則會(huì)引發(fā)認(rèn)知沖突，因而需要調(diào)動(dòng)更多認(rèn)知資源來積極處理這一沖突。基于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過程的鼠標(biāo)追蹤技術(shù)可以反映認(rèn)知過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，更好地揭示被試在說謊反應(yīng)中的心理過程，且具有良好的信效度。本研究基于這一理論，參照Duran（杜蘭）等人的研究范式，試圖探究鼠標(biāo)追蹤技術(shù)在測(cè)謊上的可行性。

二、方法

1.被試

選取在校大學(xué)生被試（10男10女），年齡18～25歲。母語(yǔ)全部為中文，無身心疾病，均為右利手。實(shí)驗(yàn)完成后給予一定報(bào)酬。

2.實(shí)驗(yàn)材料與過程

使用Mouse Tracker v2.70的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序Designer編輯與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)范式參照杜蘭等人的研究。共10組題目，每組10道題。每組內(nèi)問題使用同樣的句式，且在各組問題之間給被試呈現(xiàn)將要出現(xiàn)問題的基本句式。如：“你去過……嗎？”問題字?jǐn)?shù)在6～7個(gè)漢字，句子結(jié)構(gòu)為“代詞+動(dòng)詞+名詞+疑問助詞”。

被試可以隨時(shí)開始實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備界面單擊下方灰色方塊“開始”鍵（31mm×12mm）后同時(shí)呈現(xiàn)問題與指示色塊，指示色塊的顏色隨機(jī)出現(xiàn)。藍(lán)色塊指示被試進(jìn)行誠(chéng)實(shí)反應(yīng)，紅色塊指示被試進(jìn)行說謊反應(yīng)。每種色塊的出現(xiàn)次數(shù)各占50%。單擊屏幕左上角和右上角的是/否鍵（48mm×24mm）進(jìn)行判斷。被試判斷單個(gè)問題時(shí)間應(yīng)小于2秒，否則彈出對(duì)話框給予警告。被試共進(jìn)行104個(gè)序列，其中4個(gè)序列為練習(xí)。整個(gè)過程中被試的鼠標(biāo)軌跡將被記錄（采樣頻率為60～75Hz）。鼠標(biāo)軌跡實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，被試將填寫這100道問題的確認(rèn)單，要求被試均作誠(chéng)實(shí)回答，用以核對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.數(shù)據(jù)處理

本研究使用Mouse Tracker v2.70軟件包中的數(shù)據(jù)分析程序Analyzer逆主行數(shù)據(jù)分析。共分為三個(gè)步驟：數(shù)據(jù)預(yù)處理、鼠標(biāo)軌跡形態(tài)分析和軌跡復(fù)雜l生分析。

首先，數(shù)據(jù)預(yù)處理階段共包括三步，即空間距離重測(cè)（space rescaling）、時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)化（time normalization）及坐標(biāo)平均（averaging）。空間距離重測(cè)把實(shí)驗(yàn)收集的鼠標(biāo)軌跡在標(biāo)準(zhǔn)Mouse Tracker坐標(biāo)系中進(jìn)行重新測(cè)繪；時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)化指將手部的鼠標(biāo)軌跡標(biāo)準(zhǔn)化，讓每一軌跡包含相同的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)，該步驟主要采用線性內(nèi)插法；最后一步坐標(biāo)平均則是對(duì)各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的所有x、y坐標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算，得出平均數(shù)，從而獲得某一被試在某一條件下的平均軌跡。如果把各個(gè)測(cè)試對(duì)象的平均軌跡進(jìn)行平均，就可以得到總平均軌跡。

其次，對(duì)鼠標(biāo)軌跡形態(tài)分析。鼠標(biāo)軌跡形態(tài)主要通過空間吸引度反映出來，空間吸引度是指在某一條件下鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡在朝向正確備擇標(biāo)簽前偏向非正確備選標(biāo)簽的程度，反映空間吸引度的指標(biāo)為最大偏差值（maximum deviation，MD）和曲線下面積（area under the curve，AUC），最大偏差值指實(shí)際軌跡和理想軌跡（軌跡起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的連線）之間的最大垂直偏差，曲線下面積指實(shí)際軌跡曲線和理想軌跡曲線之間的面積數(shù)值，其值的大小反映了軌跡偏向未被選擇標(biāo)簽的程度，這兩個(gè)指標(biāo)是反映鼠標(biāo)軌跡形態(tài)特征的最重要指標(biāo)。

再次，軌跡的復(fù)雜性也屬于軌跡分析的一部分。由于兩個(gè)備擇標(biāo)簽之間相互競(jìng)爭(zhēng)，軌跡會(huì)變得不平滑而上下波動(dòng)。其軌跡在x，y軸上翻轉(zhuǎn)，可通過對(duì)x抖動(dòng)（xflip）和v抖動(dòng)（yflip）的計(jì)算實(shí)現(xiàn)軌跡復(fù)雜洼的分析。

三、結(jié)果

通過核對(duì)事后問卷，本研究將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，若錯(cuò)誤率大于5%（即錯(cuò)5道題以上）則排除該被試的數(shù)據(jù)。通過該辦法排除2名被試的數(shù)據(jù)。運(yùn)用Mouse Tracker軟件獲得描述性數(shù)據(jù)如表1所示。下面就反應(yīng)時(shí)、軌跡形態(tài)學(xué)和軌跡復(fù)雜性三方面對(duì)所得結(jié)論進(jìn)行分析。

1.反應(yīng)時(shí)分析

通過Mouse Tracker v2.70獲得關(guān)于反應(yīng)時(shí)的數(shù)據(jù)，其中包括開始時(shí)間（initia time）和反應(yīng)時(shí)間（reaction time）兩個(gè)指標(biāo)。就開始時(shí)間而言，在誠(chéng)實(shí)反應(yīng)時(shí)，開始時(shí)間平均出現(xiàn)在144.65ms，標(biāo)準(zhǔn)差為99.53，而在欺騙反應(yīng)時(shí)則平均出現(xiàn)在149.14ms，標(biāo)準(zhǔn)差為101.71。欺騙反應(yīng)的開始時(shí)間比誠(chéng)實(shí)反應(yīng)略有延遲，開始反應(yīng)的時(shí)間也更長(zhǎng)。就反應(yīng)時(shí)間而言，誠(chéng)實(shí)反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)平均在1419.66ms，標(biāo)準(zhǔn)差為230.69；而在欺騙反應(yīng)上，反應(yīng)時(shí)則為1578.00ms，標(biāo)準(zhǔn)差為256.16。運(yùn)用SPSS進(jìn)行相關(guān)樣本t檢驗(yàn)。反應(yīng)時(shí)t（34）=3.824，p<0.01。這說明在反應(yīng)時(shí)上誠(chéng)實(shí)反應(yīng)和欺騙反應(yīng)二者存在顯著差異，欺騙反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)顯著大于誠(chéng)實(shí)反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)。

2.軌跡形態(tài)學(xué)分析

鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的形態(tài)是該技術(shù)的關(guān)鍵信息。通過Mouse Tracker v2.70可以獲得最大偏差值、曲線下面積和最大偏差值出現(xiàn)時(shí)間。就最大偏差值而言，誠(chéng)實(shí)反應(yīng)的偏差值為0.62，標(biāo)準(zhǔn)差為0.37；欺騙反應(yīng)的偏差值為0.72，標(biāo)準(zhǔn)差為0.72。欺騙反應(yīng)比誠(chéng)實(shí)反應(yīng)的最大偏差值略大。就曲線下面積而言，誠(chéng)實(shí)反應(yīng)的曲線下面積為1.42，標(biāo)準(zhǔn)差為1.11；而欺騙反應(yīng)的曲線下面積為1.81，標(biāo)準(zhǔn)差為1.13。欺騙反應(yīng)比誠(chéng)實(shí)反應(yīng)的曲線下面積更大。從最大偏差值出現(xiàn)時(shí)間來看，誠(chéng)實(shí)反應(yīng)的最大偏差量平均出現(xiàn)時(shí)間在695.47ms，標(biāo)準(zhǔn)差為173.06；而欺騙反應(yīng)的最大偏差量平均出現(xiàn)時(shí)間在788.99ms，標(biāo)準(zhǔn)差為220.32。這說明，誠(chéng)實(shí)反應(yīng)到達(dá)最大偏差量的時(shí)間更早。運(yùn)用SPSS進(jìn)行相關(guān)樣本t檢驗(yàn)，最大偏差值出現(xiàn)時(shí)間t（34）=-2.837，p<0.05。

3.軌跡復(fù)雜性分析

軌跡的復(fù)雜性主要是鼠標(biāo)軌跡在x（y）軸上翻轉(zhuǎn)造成，通過Mouse Tracker v2.70可以對(duì)x抖動(dòng)和v抖動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。在誠(chéng)實(shí)反應(yīng)中，鼠標(biāo)軌跡在x軸和v軸的抖動(dòng)分別為11.40和10.00，標(biāo)準(zhǔn)差分別為2.19和2.41；在欺騙反應(yīng)中，鼠標(biāo)軌跡在×軸和v軸的抖動(dòng)分別為12.04和10.67，標(biāo)準(zhǔn)差分別為3.11和2.77。其中，對(duì)鼠標(biāo)軌跡在y軸的抖動(dòng)進(jìn)行相關(guān)樣本t檢驗(yàn)，t（3）=-2.124，p<0.05。這表明，欺騙反應(yīng)在擬合的軌跡上比誠(chéng)實(shí)反應(yīng)更復(fù)雜，其在x軸和y軸上的抖動(dòng)也更多。

四、討論

本研究考察了鼠標(biāo)追蹤技術(shù)在區(qū)別誠(chéng)實(shí)反應(yīng)和欺騙反應(yīng)中的作用。研究運(yùn)用指導(dǎo)欺騙的范式讓參與者對(duì)個(gè)人自傳式信息進(jìn)行判斷。結(jié)果顯示，鼠標(biāo)追蹤技術(shù)可以實(shí)時(shí)反映人腦的認(rèn)知加工過程。對(duì)欺騙反應(yīng)而言，鼠標(biāo)軌跡相對(duì)粗糙，其曲線下面積也更大，整個(gè)鼠標(biāo)軌跡偏向于與之相反的正確選項(xiàng)，這表明在欺騙反應(yīng)中包含著誠(chéng)實(shí)偏向的吸引過程。而對(duì)于誠(chéng)實(shí)反應(yīng)而言，并未出現(xiàn)指向相反方向的吸引力。這一競(jìng)爭(zhēng)過程與杜蘭等人（2010）、法默（Farmer）等人（2007）的研究結(jié)果相似。在欺騙過程中產(chǎn)生的鼠標(biāo)軌跡包含著認(rèn)知成分。盡管被試在看到色塊指示后具有的是欺騙的信念，但在實(shí)際反應(yīng)中會(huì)包含趨真的傾向。基于這點(diǎn)，有可能通過鼠標(biāo)軌跡區(qū)分誠(chéng)實(shí)和欺騙反應(yīng)。

為了在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境模擬欺騙的發(fā)生，本研究采取了指導(dǎo)欺騙范式。雖然這一范式可以在一定程度上模擬日常生活中發(fā)生的欺騙行為，但其生態(tài)效度有待提高。一般來講，欺騙的發(fā)生基本可以分為兩個(gè)階段：即執(zhí)行階段和決策階段。指導(dǎo)欺騙范式針對(duì)執(zhí)行階段進(jìn)行了很好的實(shí)驗(yàn)室模擬，但沒有對(duì)決策階段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)。這使得本研究?jī)H在執(zhí)行水平對(duì)欺騙的發(fā)生過程進(jìn)行了部分解釋。相關(guān)的研究工作可從實(shí)際應(yīng)用的角度考慮如何利用鼠標(biāo)追蹤技術(shù)實(shí)施測(cè)謊的具體工作，并考慮社會(huì)性因素、動(dòng)機(jī)以及情緒性因素對(duì)欺騙發(fā)生的影響。另外，本研究中被試量偏少，這導(dǎo)致本研究的數(shù)據(jù)缺乏說服力，相應(yīng)研究應(yīng)盡量在更多被試的情況下開展，科學(xué)合理地探究鼠標(biāo)追蹤技術(shù)在欺騙研究中的作用。

除此之外，腦電測(cè)試近年來成為測(cè)謊領(lǐng)域一種新興的測(cè)試技術(shù)。利用腦電指標(biāo)可以對(duì)欺騙過程有一個(gè)很好的了解。然而，腦電測(cè)試提供的行為參考指標(biāo)往往僅包含反應(yīng)時(shí)和正確率。如果將鼠標(biāo)追蹤技術(shù)與腦電技術(shù)結(jié)合可以獲得更多的行為數(shù)據(jù)，更好地認(rèn)識(shí)欺騙的發(fā)生過程。MouseTracker軟件可以和Matlab、PVthen、Visual Studio等平臺(tái)融合，這使得在腦電實(shí)驗(yàn)中測(cè)量鼠標(biāo)軌跡成為可能。