Вазомоторная реакция в тесте со сравнительными вопросами

На протяжении более 50 лет исследователи изучали вазомоторную реакцию как прогностический показатель при обнаружении обмана (ранние примеры см. Kubis, 1962; Podlesny & Raskin, 1978). Обычно вазомоторная реакция измеряется с помощью фотоэлектрического плетизмографа, помещенного на палец или большой палец руки. Изучались как амплитуда пульса пальца (FPA, высокочастотный фильтр), так и объем крови в пальце (нефильтрованный) — оба показателя вазомоторной активности (Podlesny and Raskin, 1978); при этом было показано, что амплитуда пульса пальца является более сильным и более простым для оценки показателем (Kircher, 1983).

Показатели вазомоторной реакции обеспечивали статистически значимую дискриминацию между виновными и невиновными субъектами в ряде предыдущих исследований теста со сравнительными вопросами (Barland & Raskin, 197

В исследовании Kircher and Raskin (1988) измерение амплитуды пульса пальца (FPA) показало более сильную корреляцию с виновностью (.60), чем относительное артериальное давление (.53) и дыхание (.57). Honts, Amato & Gordon (2000) сообщили, что корреляция численных баллов вазомоторной реакции с критерием (виновность и невиновность) составила 0.51, что было так же, как и для артериального давления. Kircher et al. (2005) сообщили о схожих корреляциях FPA и артериального давления для тестов на вероятную ложь (.43 против .42). Для тестов с направленной ложью корреляция FPA превысила корреляцию артериального давления (.44 против .31). Совсем недавно Honts & Reavy (2015) сообщили, что корреляция вазомоторной реакции с критерием (.45) превышала корреляции для артериального давления (.41) и дыхания (.24) и приближалась к электродермальной реакции (.48). Исследование Podlesny & Truslow (199

Bell, Raskin, Honts, and Kircher (1999) и Handler (2006) описывают критерии системы оценки Юты (Utah Scoring System) для FPA. Критерии FPA требуют визуальной оценки относительных различий в снижении FPA и продолжительности этого снижения между релевантными и сравнительными вопросами. Однако показатель вазомоторной активности не включен в анализ данных теста (TDA), используемый в программах федерального правительства США (Department of Defense, 2006). Федеральная программа используется в качестве модели для ряда других учебных программ, аккредитованных Американской полиграфологической ассоциацией.

Подавляющее большинство имеющихся на данный момент данных показывает, что внедрение критериев FPA в процесс численной оценки улучшает дискриминацию правдивых и лживых лиц в тестах со сравнительными вопролось. Неизвестно, почему в профессии полиграфологов существует сопротивление включению критериев FPA в численные оценки. Одной из причин может быть беспокойство о надежности оценки критериев FPA из-за возможной субъективности при использовании критериев оценки. Попытка отделить похожие изменения амплитуды и длительности может быть трудной для некоторых экспертов, особенно для новичков. По этой причине мы стремились разработать и оценить инструмент оценки на основе алгоритма, чтобы надежно индексировать различия в реакциях FPA между вопросами. Таким образом, одной из целей настоящего исследования было предоставить экспертам высоконадежный и простой в использовании способ сравнения ответов в их записях вазомоторной активности.

Метод

Участники

В данном исследовании в качестве экспертов и испытуемых участвовала группа из десяти стажеров-полиграфологов. Участники находились на десятой (последней) неделе обучения в школе полиграфологии, аккредитованной Американской полиграфологической ассоциацией. Участие в исследовании было добровольным. Отказ от участия не влиял на трудоустройство, оценки за успеваемость или статус обучения участников. Девять из десяти участников были опытными следователями правоохранительных органов со средним стажем работы в полиции более 19 лет. Оставшийся участник имел степень бакалавра в области социальных и поведенческих наук и был офицером службы пробации в отставке с 27-летним опытом. Восемь участников были мужчинами. Возраст участников варьировался от 33 до 61 года, средний возраст составил 44,5 года.

Аппаратура

Студенты-эксперты использовали четыре компьютерных полиграфометра Lafayette Instrument Company модели LX-5ло00 и один LX-4000. Грудное и брюшное дыхание измерялось с использованием стандартных герметичных резиновых пневмографных систем. Электродермальная активность (EDA) измерялась как сопротивление кожи с использованием электродов из нержавеющей стали, прикрепленных к дистальным фалангам левого или правого первого и третьего пальцев. Относительное артериальное давление измерялось с помощью манжеты, помещенной на предплечье или плечо субъекта, противоположное стороне измерения EDA. Амплитуда пульса пальца измерялась с помощью фотоэлектрического плетизмографа, помещенного на кончик среднего пальца левой или правой руки (на той руке, которая использовалась для сбора данных EDA). Датчик, расположенный в сиденье кресла субъекта, контролировал двигательную активность.

Второй автор работал с инженерами по аппаратному и программному обеспечению из Lafayette Instrument Company (Lafayette, IN) над совершенствованием плетизмографа и разработкой инструмента оценки вазомоторной активности, который мы оценивали в этом проекте. Временные окна для инструмента оценки были разработаны на основе результатов исследований Podlesny & Raskin (1978) и Rovner (1986). Плетизмограф, использованный в данном эксперименте, представлял собой модель Lafayette Instrument Company 76604A-5L с инфракрасным светодиодом, излучающим на длине волны 950 нанометров. Электронный сигнал от фототранзистора подвергался AC-связке с высокочастотным фильтром с частотой среза 0,5 Гц и низкочастотным фильтром с частотой среза 10 Гц перед выводом вазомоторной формы волны (амплитуда пульса пальца) для визуального осмотра. Необработанные данные от фототранзистора снимались с частотой 30 выборок в секунду и передавались в инструмент оценки на компьютер для построения виртуального графика. Для виртуального графика средняя амплитуда, измеренного в течение пяти секунд — десяти секунд после стимула, делится на среднюю амплитуду, измеренную в период с 3 секунд до стимула и до момента начала стимула, для получения «коэффициента реакции». После сбора последовательности вопросов полученные коэффициенты реакции строятся таким образом, что более высокая точка указывает на большую реакцию. Затем эксперт смотрит на высоту коэффициентов реакции релевантных и сравнительных вопросов для определения балла. По традиции точки коэффициента реакции ставятся в момент начала стимула. Визуально более высокая точка указывает на большее снижение амплитуды на тестовый вопрос.

Процедура

Дизайн данного исследования по сбору данных представлял собой простой двухвариантный эксперимент (Виновный и Невиновный) с имитацией преступления. Дизайн был реализован с использованием вариации сценария имитации преступления, разработанного в Университете Юты (Podlesny & Raskin, 1978). По вызову в кабинет, назначенный директором школы, участникам предлагалось выбрать один из десяти конвертов. В десяти конвертах были одна из пяти букв, обозначающих виновное задание (Приложение А), и пять букв, обозначающих невиновное задание (Приложение B). Студенты-эксперты имели право отказаться от участия в исследовании и могли выбрать альтернативный способ выполнения практического задания, однако никто не отказался.

Половине участников (Невиновные) было поручено донести конверт, содержащий содержимое выбранного ими конверта, до почтового ящика в оживленной части офиса. Им было сказано, что они не должны ничего красть, и если они смогут продемонстрировать нелживые результаты на серии полиграфных экспертиз, они будут выдвинуты на получение дополнительных десяти баллов к их экзамену. Участников также предостерегли от попыток повлиять на результаты теста с помощью контрмеров. Им сообщили, что два опытных рецензента проверят полученные ими графики, и если рецензенты согласятся, что субъект использовал контрмеры, они потеряют 20 баллов от своей экзаменационной оценки.

Другие участники (Виновные) получили инструкции, предписывающие им украсть конверт из того же оживленного офиса, не будучи пойманными. В конверте, который «украли» виновные участники, находилась купюра в 20 долларов; им было поручено носить эту купюру при себе до конца эксперимента, и директор школы заберет её по завершении. Им также было предложено вознаграждение в виде десяти баллов за получение нелживых результатов теста. Виновным участникам было дано то же предупреждение о контрмерах, что и невиновным.

Пособник (конфедерат) скрытно наблюдал за действиями невиновных и виновных участников. Все участники выполнили свои задания без инцидентов. В течение следующих двух дней каждый субъект протестировал четверых своих однокурсников. График тестирования был составлен так, чтобы каждый студент-эксперт протестировал двух невиновных и двух виновных субъектов, хотя порядок был рандомизирован, чтобы помочь скрыть их статус. При явке на тестирование каждый студент-эксперт следовал стандартному протоколу теста со сравнительными вопросами Юты (Raskin & Honts, 2002). Директор школы назначал каждого испытуемого эксперту, который начинал со сбора информации об общем состоянии здоровья субъекта, количестве часов сна накануне и о том, ел ли он в день проведения экспертизы. Участникам сообщали, что из офиса были украдены деньги, и все участники отрицали кражу денег. Студенты-эксперты просили каждого испытуемого описать свои действия в здании школы, включая офис, из которого были украдены деньги.

Затем студенты-эксперты объясняли функцию каждого датчика и давали субъекту обзор процесса тестирования, включая то, что они могут почувствовать некоторый дискомфорт из-за давления манжеты. Затем каждый субъект подписывал согласие на установку компонентов, после чего тестирование продолжалось. Каждому субъекту проводилась пробная экспертиза для ознакомления с процедурами, и всем участникам давалась положительная обратная связь по результатам пробного теста. Пробная экспертиза была тестом с известным решением, где субъект писал цифру 3 на листке с заранее напечатанными цифрами 1, 2, 4 и 5. Затем эксперт спрашивал их: «Относительно цифры, которую вы написали на этом листе, была ли это цифра 1?» и продолжал до цифры 5.

Данные собирались с использованием экспертизы с одной проблемой и тремя релевантными вопросами согласно протоколу Юты (Raskin & Honts, 2002). Экспертизы проводились с использованием теста со сравнительными вопросами с направленной ложью (DLC). Все экспертизы состояли из пяти повторений вопросов с записью данных. После каждого сбора данных эксперт спускал давление в манжете и давал субъекту около одной минуты отдыха, прежде чем накачать воздух снова и собрать следующий график. После того как данные пяти повторений были собраны, эксперт снимал компоненты и отпускал испытуемого. Каждый студент провел четыре экспертизы (за исключением одного случая из-за медицинского отсутствия). Половина экспертиз была запрограммирована как виновные, всего было собрано 40 экспертиз. Директор школы или старший инструктор проверяли все данные на предмет правильности процедур сбора. Один студент-эксперт был попрошен повторить экспертизу, так как предварительный опрос был недостаточным и не соответствовал стандартной практике. Ненадлежащая экспертиза не была включена в анализ данных нашего исследования.

После сбора всех данных студенты-эксперты оценили проведенные ими тесты. Их результаты были отсканированы и сохранены как часть их школьной истории. Индивидуальные экспертизы были анонимизированы и разосланы по электронной почте опытному эксперту, который знал примерную частоту встречаемости (base rate), но не знал о назначении субъектов. Опытный эксперт проанализировал данные, используя ESS для компонентов дыхания, EDA и сердечно-сосудистой системы, и использовал инструмент оценки вазомоторной активности для оценки FPA в 36 из 40 экспертиз. В четырех случаях эксперт оценивал компонент плетизмографа визуально. Баллы FPA назначались по стандартной трехбалльной шкале ESS: -1, 0, +1.

Результаты

Поскольку вазомоторные реакции в четырех экспертизах были оценены по критериям численной оценки Юты, а не с помощью нового разработанного инструмента, мы провели первоначальный анализ, чтобы проверить, существуют ли значимые различия между общими вазомоторными баллами, полученными с помощью инструмента, и баллами по системе Юты. ANOVA (анализ дисперсии) для переменной «Виновность» (Виновен, Невиновен) × «Метод» (Юта, Инструмент) не выявила значимых эффектов в переменной «Метод». Основной эффект виновности был значимым, F(1, 36) = 9.88, p = .003, ηp² = 0.215.

Численные баллы

При наличии 40 экспертиз, пяти повторений вопросов и трех релевантных вопросов существовало 600 возможных случаев для назначения численного балла в каждом из компонентов. Частота назначения баллов показана в Таблице 1. Вазомоторная реакция оценивалась чаще всего, а дыхание — реже всего.

Средние значения для физиологических компонентов и общих баллов приведены в Таблице 2 для невиновных и виновных субъектов. Различия между средними значениями виновных и невиновных, оцененные с помощью t-тестов для независимых выборок (df = 3⩽8), были значимыми для всех компонентов и общего балла, p < .01. Компонентные баллы коррелировали друг с другом и с критерием виновности. Значения корреляции представлены в Таблице 3. Компонентные баллы и общий балл значимо коррелировали с критерием виновности и были ранжированы по предсказательной силе следующим образом: электродермальный > вазомоторный > артериальное давление > дыхание.

Компонентные численные баллы также были подвергнуты пошаговому дискриминантному анализу. Дискриминантный анализ использовал метод Уилкса с вероятностью включения 0,05 и вероятностью исключения 0,10. В модель были включены три показателя в следующем порядке поступления: электродермальный, вазомоторный и артериальное давление. Стандартизированные канонические коэффициенты дискриминантной функции составили 0,685, 0,591 и 0,485 соответственно. Каноническая корреляция составила 0,831, а лямбда Уилкса — 0,309, p < 0,001. Дискриминантный анализ также позволил составить таблицу классификации решений (Таблица 4). Исходная модель правильно классифицировала 95% случаев. При перекрестной проверке (процесс N-1) правильность классификации составила 92,5%.

Решения ESS

Решения по ESS принимались с использованием стандартных пороговых значений -4 и +2. Корректировка порогов для добавления вазомоторного компонента не производилась. Результаты решений ESS с вазомоторным компонентом и без него приведены в Таблице 5. Коэффициенты эффективности обнаружения (Kircher, Horowitz, & Raskin, 1988) были рассчитаны для обоих случаев. Без вазомоторного компонента коэффициент эффективности обнаружения составил 0,86. С вазомоторным компонентом он составил 0,87. Разница между этими коэффициентами не была значимой.

Обсуждение

Протестированный инструмент оценки вазомоторной активности на основе алгоритма более надежен, чем человеческая оценка, и может быть более точным, как и большинство компьютерных алгоритмов оценки (Nelson et al., 2008). Bell et al. (1999) сообщали, что вазомоторная реакция оценивается примерно в 30% случаев при использовании системы оценки Юты. В данном исследовании опытный эксперт, использующий инструмент оценки, вносил баллы для вазомоторной реакции в 74,5% случаев. В этом исследовании повышенная надежность и частота оценки обеспечили показатель вазомоторной активности, который сильно коррелировал с критерием виновности и превзошел традиционные показатели дыхания и артериального давления. Дискриминантный анализ компонентных баллов ESS дал решение, включающее вазомоторный компонент в качестве второго предиктора и не включающее дыхание вовсе. Примечательно, что эти результаты очень похожи на недавно опубликованные Honts и Reavy (20ло15). Они обнаружили, что баллы вазомоторного компонента системы Юты превзошли артериальное давление и дыхание.

Возможным недостатком и ограничением данного исследования был тот факт, что четыре из экспертиз студентов были собраны с использованием прибора LX 4000, и студент-эксперт допустил ошибку, не назначив плетизмографу статус вспомогательного порта, что привело к потере данных инструмента для этих экспертиз. Вместо него опытный эксперт использовал критерии численной оценки Юты для FPA, перечисленные Bell et al. (1999). Однако наш анализ не выявил значимых различий между баллами вазомоторной активности, полученными по системе Юты, и баллами, полученными с помощью этого инструмента. Более того , наши результаты очень похожи на те, что были получены Hontлосом и Reavy (2015), которые использовали только Ютскую систему оценки.

В данном исследовании опытный эксперт был знаком с аппаратным и программным обеспечением инструмента оценки и понимал, как артефакты могут неблагоприятно повлиять на соотношение реакций. Если опытный эксперт замечал артефакты на визуальной волновой форме до или после стимула, эти данные исключались из рассмотрения. Если неиспользуемые данные относились к контрольному вопросу, опытный эксперт использовал ближайший контрольный вопрос, в котором отсутствовал артефакт. Если артефакт находился в релевантном вопросе, опытный эксперт выставлял ему значение «ноль». Неизвестно, насколько эффективно инструмент оценки будет работать без обучения методам сбора данных и распознавания артефактов. Кроме того, неизвестно, как повторное тестирование лиц в данном исследовании повлияло на данные теста. Работ по надежности при повторном тестировании (test-retest reliability) проведено мало, хотя, возможно, данный сценарий предоставляет возможность восполнить этот пробел в знаниях. В данном исследовании участие субъекта в нескольких тестах, по всей видимости, оказало незначительное влияние на точность проверок, так как точность была очень высокой. Более того, результаты данного исследования были очень похожи на результаты Honts и Reavy (2015), которые использовали наивных испытуемых, набранных из населения в целом.

Наконец, неизвестно, как включение вазомоторных баллов может повлиять на опубликованные референтные распределения, используемые для разработки пороговых значений ESS. Система ESS имеет опубликованные p-значения для промежуточных и общих итоговых баллов, которые были получены без учета балла вазомоторного компонента. Поскольку ESS преподается на многих семинарах и школах полиграфологии, было бы важно знать, влияют ли эти показатели плетизмографии на распределения и каким образом. В данном случае мы не вносили никаких корректировок и достигли высокой производительности, но обобщаемость наших выводов должна быть подтверждете путем репликации на других популяциях испытуемых.

Стоит отметить еще одно дополнительное наблюдение в этом исследовании. Honts и Handler (2014) затронули вопрос численной оценки дыхания в тестах с «направленной ложью» (directed-lie tests). Они изучили литературу и пришли к выводу, что имеющиеся данные подтверждают оценку дыхания как нормального при использовании контрольных вопросов с направленной ложью. В данном исследовании применялась направленная ложь, и были получены значимые корреляции с критерием виновности по баллам ESS компонента дыхания, который оценивался по стандартным правилам ESS. Хотя пошаговая дискриминантная модель не включила дыхание, это не следует рассматривать как указание на то, что дыхание не должно оцениваться. Отсутствие включения дыхания в пошаговый дискриминантный анализ указывает на то, что после ввода трех других переменных дыхание не улучшило точность модели значительным образом. Исходная модель уже классифицировала 95% испытуемых правильно. Таким образом, способность статистической модели улучшать результат была ограничена приближением к «потолку» точности. Дыхание показало значимую и существенную корреляцию с критерием виновности на уровне 0,49. Эта корреляция является веским доказательством того, что дыхание является ценным показателем для оценки. Таким образом, эти результаты предоставляют дополнительные доказательства в поддержку рекомендации Honts & Handler (2014) оценивать компонент дыхания как нормальный по критериям и правилам Ютской системы или ESS.

Заключение

Результаты данного исследования обеспечивают общую поддержку эффективности протестированного нами инструмента оценки на основе алгоритма. Вазомоторные баллы, полученные с помощью этого инструмента, имели сильную корреляцию с критерием виновности и превзошли традиционные компоненты артериального давления и дыхания. Эти результаты согласуются с обширным объемом исследований, подтверждающих использование вазомоторного отклика для выявления лжи. В совокупности этот массив научных исследований дает веские основания для использования вазомоторного отклика в практической деятельности.