鄭俊斌，張偉詩(shī)，張芷

(浙江警察學(xué)院，杭州 310053)

1 引言

回憶和想象是兩個(gè)重要認(rèn)知活動(dòng)，其神經(jīng)機(jī)制曾被《Science》列為2007年十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。研究者發(fā)現(xiàn)它們?cè)谀X與認(rèn)知神經(jīng)等方面聯(lián)系緊密，比如Argembeau、Van(2004年)和Gaesser、Madore、Schacter(2014年)發(fā)現(xiàn)，回憶與想象的生動(dòng)性因?qū)嶒?yàn)條件改變而產(chǎn)生類(lèi)似趨勢(shì)變化[1-2]，Addis、Wong、Schacter(2007年)和Schacter(2008年)發(fā)現(xiàn)，處于回憶與想象狀態(tài)下的受試者在大腦皮層興奮區(qū)域上具有高度重合性，且由特定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)相關(guān)認(rèn)知活動(dòng)[3-4]。但Okuda，F(xiàn)ujii、Ohtake(2003年)和Addis，WongSchacter(2007年)則發(fā)現(xiàn)即使共用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它們也存在一定差異，比如給予相應(yīng)刺激，想象在額極、海馬等區(qū)域的激活程度明顯高于回憶事件[1，5]。Brigard和Giovanello(2012年)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，想象能力取決于回憶能力，而且回憶所產(chǎn)生的細(xì)節(jié)比想象時(shí)更豐富[6]。Schacter (2012年)發(fā)現(xiàn)想象比回憶存在更多認(rèn)知加工過(guò)程[7]。鄭麗(2012年)也認(rèn)為回憶是將大腦中已有信息進(jìn)行提取和重組，而想象則在提取和重組的基礎(chǔ)上將信息重新構(gòu)建[8]。

在現(xiàn)實(shí)生活中，脫離于功能性腦成像技術(shù)的回憶與想象狀態(tài)較難被區(qū)分，而眼動(dòng)研究則帶來(lái)一定的啟發(fā)。研究發(fā)現(xiàn)，眼球運(yùn)動(dòng)在一定程度上可以反映出大腦所受到的刺激[9]，其中眼動(dòng)軌跡與行為人說(shuō)謊相關(guān)[10]，瞳孔大小與滿(mǎn)意度[11]、認(rèn)知負(fù)荷[12]、思維活動(dòng)[13]、情緒[14]、色彩[15]等相關(guān)，眨眼次數(shù)與信息處理量[16]及注意力分配相關(guān)[17]等有關(guān)。但能否直接通過(guò)眼動(dòng)來(lái)區(qū)分回憶與想象還有待證實(shí)，這也是本研究的出發(fā)點(diǎn)。

本研究采用眼動(dòng)追蹤技術(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)不同情景的問(wèn)題，比較回憶和想象狀態(tài)下的眼動(dòng)反應(yīng)是否存在差異。研究包含三個(gè)假設(shè)：第一，根據(jù)記憶、認(rèn)知負(fù)荷等因素影響瞳孔大小，認(rèn)為在回憶和想象的狀態(tài)下瞳孔都會(huì)變大，但變化的速度和時(shí)間會(huì)有所差異。第二，根據(jù)撒謊時(shí)眼動(dòng)軌跡變化規(guī)律，認(rèn)為回憶其真實(shí)經(jīng)歷時(shí)眼睛會(huì)向左上轉(zhuǎn)動(dòng)，在進(jìn)行想象任務(wù)時(shí)眼睛會(huì)向右上轉(zhuǎn)動(dòng)。第三，根據(jù)眨眼活動(dòng)與任務(wù)信息量之間的關(guān)系，認(rèn)為回憶時(shí)眨眼頻率會(huì)變高，在想象時(shí)眨眼頻率先變低在變高。

2 方法

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采用2×2被試內(nèi)設(shè)計(jì)，自變量為問(wèn)題種類(lèi)(回憶、想象)和任務(wù)線(xiàn)索(基線(xiàn)問(wèn)題和情景問(wèn)題)，因變量為眼動(dòng)指標(biāo)的變化。

基線(xiàn)問(wèn)題來(lái)源于受試者日常生活中的事項(xiàng)，情景問(wèn)題是通過(guò)播放圖片作為線(xiàn)索提示。每個(gè)類(lèi)型下設(shè)2個(gè)問(wèn)題，以避免單一問(wèn)題引發(fā)的偶然性。正式實(shí)驗(yàn)前通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題內(nèi)容及呈現(xiàn)時(shí)間等流程進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)通過(guò)PPT呈現(xiàn)問(wèn)題的方式對(duì)受試者進(jìn)行提問(wèn)，同時(shí)要求受試者進(jìn)行相應(yīng)的思考并對(duì)問(wèn)題做出回答。

2.2 研究對(duì)象

本研究受試者均來(lái)自浙江省某高校大學(xué)生。前期預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)受試者為6人，經(jīng)過(guò)前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)后完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及流程后進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)。正式實(shí)驗(yàn)受試者共107人，其中有7人因未完成實(shí)驗(yàn)等導(dǎo)致眼動(dòng)信號(hào)丟失過(guò)多，為無(wú)效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，刪除后共得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)100份，其中88男12女，年齡在17-19歲之間。各受試者身體健康，智力正常，視力均為4.8～5.2之間，色覺(jué)正常，既往無(wú)沙眼等眼疾，無(wú)精神神經(jīng)系統(tǒng)異常者，實(shí)驗(yàn)前后情緒均正常，且無(wú)無(wú)左利手行為習(xí)慣者。

2.3 實(shí)驗(yàn)儀器

眼動(dòng)儀是型號(hào)為RED5的眼動(dòng)儀。實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的采樣頻率為500 HZ。受試者專(zhuān)用顯示器采用22寸顯示器，分辨率為1 680×1 050。數(shù)據(jù)記錄軟件為iView軟件，數(shù)據(jù)分析軟件為BeGaze軟件。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中配備固定頭托一個(gè)，避免受試者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因低頭、轉(zhuǎn)頭而導(dǎo)致眼動(dòng)儀無(wú)法采集樣本數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，受試者眼睛距離屏幕70±10 cm。

2.4 材料

實(shí)驗(yàn)選取10張來(lái)源于自然界的動(dòng)物圖片或受試者日常能接觸到的生活場(chǎng)景圖片，無(wú)明顯背景基調(diào)和情緒傾向，亮度適中。每輪實(shí)驗(yàn)共設(shè)置8個(gè)問(wèn)題，其中問(wèn)題1、2為回憶基線(xiàn)問(wèn)題，問(wèn)題3、4為想象基線(xiàn)問(wèn)題，問(wèn)題內(nèi)容均來(lái)源于生活，與圖片內(nèi)容無(wú)關(guān)；問(wèn)題5、6為回憶情景問(wèn)題，問(wèn)題7、8為想象情景問(wèn)題，問(wèn)題內(nèi)容與圖片內(nèi)容有關(guān)。

2.5 程序

受試者來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，在主試的指引下坐在測(cè)試椅上，選擇一個(gè)較為舒適的姿勢(shì)將頭部放到固定頭托上，觀看屏幕。首先屏幕上呈現(xiàn)指導(dǎo)語(yǔ)，告知受試者即將測(cè)試的內(nèi)容，以及對(duì)其要求。在得到受試者“已知悉”反饋后開(kāi)始進(jìn)行眼動(dòng)校準(zhǔn)。當(dāng)校準(zhǔn)反饋顯示受試者左右眼在x、y方向誤差偏離度均在0.5°以下則正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，否則繼續(xù)進(jìn)行校準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，顯示屏上播放一組圖片(共10張)，要求受試者盡可能的記住圖片的內(nèi)容，在并告知圖片全部呈現(xiàn)完畢后會(huì)詢(xún)問(wèn)與圖片內(nèi)容相關(guān)問(wèn)題。每張圖片呈現(xiàn)1次，呈現(xiàn)的時(shí)間為4 s，順序隨機(jī)。

圖片播放完畢后對(duì)受試者進(jìn)行提問(wèn)，共設(shè)置8個(gè)問(wèn)題，有關(guān)回憶和想象分別設(shè)置2個(gè)基準(zhǔn)問(wèn)題，和2個(gè)與圖片內(nèi)容相關(guān)問(wèn)題。問(wèn)題呈現(xiàn)于顯示屏上，呈現(xiàn)時(shí)間為3 s，問(wèn)題呈現(xiàn)結(jié)束后文字內(nèi)容消失，呈現(xiàn)相同背景的空白頁(yè)，實(shí)驗(yàn)前要求受試者在空白頁(yè)呈現(xiàn)時(shí)迅速對(duì)問(wèn)題內(nèi)容進(jìn)行作答，空白頁(yè)呈現(xiàn)時(shí)間為6 s。實(shí)驗(yàn)流程如圖1。

測(cè)試完畢后對(duì)受試者進(jìn)行訪(fǎng)談，詢(xún)問(wèn)測(cè)試過(guò)程中有無(wú)難度過(guò)高或難以理解的問(wèn)題，以減少錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。

2.6 數(shù)據(jù)處理

為減少前一問(wèn)題刺激對(duì)下一問(wèn)題刺激的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所造成影響，實(shí)驗(yàn)前告知受試者在空白頁(yè)呈現(xiàn)時(shí)立即對(duì)問(wèn)題進(jìn)行回答并準(zhǔn)備下一個(gè)問(wèn)題。同時(shí)在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)受試者在空白頁(yè)呈現(xiàn)3s后，眼動(dòng)指標(biāo)變化變化已趨于平緩，因此在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中取空白頁(yè)前3 s時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，后3 s作為調(diào)整期間。

BeGaze分析軟件能對(duì)瞳孔直徑、平均眨眼頻率和掃描路徑圖像等數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理并導(dǎo)出。為達(dá)到比較分析不同問(wèn)題下瞳孔大小變化趨勢(shì)的目的，在瞳孔大小指標(biāo)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，本研究以200 ms為一個(gè)時(shí)間單位計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)平均瞳孔直徑。同時(shí)為減少眨眼過(guò)程中瞳孔直徑數(shù)據(jù)的缺失以及眨眼過(guò)程前后的數(shù)據(jù)異常導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差，分析過(guò)程中采用線(xiàn)性插值法填補(bǔ)缺失和異常的瞳孔數(shù)據(jù)[18]。在眼動(dòng)軌跡的指標(biāo)分析過(guò)程中，根據(jù)BeGaze軟件得出的掃描路徑圖像，通過(guò)圖像分析以受試者閱讀題目結(jié)束后首次眼球運(yùn)動(dòng)超出題目范圍并產(chǎn)生注視點(diǎn)的方向?yàn)檠蹌?dòng)軌跡方向，進(jìn)行路徑研究。在眨眼頻率指標(biāo)的分析過(guò)程中，為研究不同情景下受試者眨眼頻率的變化，將受試者的測(cè)試數(shù)據(jù)分為2個(gè)部分，第一部分的數(shù)據(jù)來(lái)源為題目消失前受試者的眨眼情況，第二部分的數(shù)據(jù)來(lái)源為題目消失后受試者的眨眼情況。

刪去無(wú)效數(shù)據(jù)，初步分析后發(fā)現(xiàn)同一情景下的兩個(gè)問(wèn)題的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)雖存在差異但趨勢(shì)變化相似，且差異性不顯著。整合數(shù)據(jù)取平均值，采用SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。以雙因素方差分析對(duì)眼動(dòng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)訪(fǎng)談結(jié)果進(jìn)行歸納整理，發(fā)現(xiàn)受試者普遍認(rèn)為有關(guān)想象情景的兩個(gè)問(wèn)題存在一定難度，其余問(wèn)題難度適當(dāng)。

3 結(jié)果

3.1 瞳孔大小

在有關(guān)瞳孔大小的分析中，結(jié)合100位受試者的瞳孔大小的變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。以每0.2 s為一個(gè)時(shí)間單位計(jì)算瞳孔大小的平均值，總共分析受試者接受問(wèn)題刺激后6 s內(nèi)的瞳孔大小變化數(shù)據(jù)。結(jié)果見(jiàn)圖2：

表1 不同問(wèn)題情景下瞳孔大小變化率表

由圖2可知，在回憶和想象情景下受試者瞳孔大小變化趨勢(shì)存在差異。觀察圖2可得：當(dāng)受試者接受問(wèn)題刺激后，瞳孔直徑都會(huì)先變小，大約在800 ms后瞳孔直徑都會(huì)逐漸變大。兩者不同的是回憶問(wèn)題下受試者的瞳孔直徑會(huì)在達(dá)到最小值后的1 s左右迅速增大，而想象問(wèn)題下的瞳孔直徑會(huì)在達(dá)到最小值后的3 s左右才會(huì)趨于平緩。同時(shí)在回憶問(wèn)題情景下，受試者瞳孔直徑迅速變化達(dá)到最大值后會(huì)呈現(xiàn)縮小趨勢(shì)，而想象問(wèn)題情景下瞳孔直徑呈現(xiàn)一直增大。

表1為不同問(wèn)題情境下瞳孔放大指數(shù)(Pupil Dilation Size，PDI)隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)表，參照高鑫(2015年)[19]的計(jì)算方法，其計(jì)算公式為：

其中PDI為瞳孔放大指數(shù)，Pt代表時(shí)間為t時(shí)瞳孔大小，Pmin代表瞳孔最小值，Pm代表趨于穩(wěn)定時(shí)瞳孔大小平均值。表中列舉了不同問(wèn)題情景下瞳孔放大指數(shù)隨時(shí)間變化表，從整體數(shù)據(jù)中選出幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)，得出此表。由表1可知，情景問(wèn)題中的回憶與想象的瞳孔變化差異大于基線(xiàn)問(wèn)題。在回憶類(lèi)型問(wèn)題中，情景任務(wù)線(xiàn)索刺激后的瞳孔大小比基線(xiàn)任務(wù)線(xiàn)索刺激后更快的達(dá)到最大值，而在想象類(lèi)型的問(wèn)題中，情景任務(wù)線(xiàn)索刺激后的瞳孔大小比基線(xiàn)任務(wù)線(xiàn)索刺激后變化的更慢。

3.2 眼動(dòng)軌跡

在眼動(dòng)軌跡的評(píng)判中，采用受試者閱讀題目結(jié)束后首次眼球運(yùn)動(dòng)超出題目范圍并產(chǎn)生注視點(diǎn)的方向?yàn)檠蹌?dòng)軌跡方向并進(jìn)行相應(yīng)分析研究。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 問(wèn)題后被測(cè)對(duì)象的眼動(dòng)軌跡偏向百分比表

表3 問(wèn)題后被測(cè)對(duì)象的眼動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表

本實(shí)驗(yàn)主要的自變量因素是問(wèn)題類(lèi)型，因變量是問(wèn)題刺激后首次眼動(dòng)軌跡方向。由表3數(shù)據(jù)可知：對(duì)接近于87%的被測(cè)對(duì)象詢(xún)問(wèn)以往發(fā)生過(guò)的情節(jié)的問(wèn)題時(shí)，其問(wèn)題后首次眼動(dòng)方向會(huì)向左，對(duì)71%的被測(cè)對(duì)象詢(xún)問(wèn)需要其想象的問(wèn)題時(shí)，其問(wèn)題后首次眼動(dòng)方向會(huì)向右。經(jīng)SPSS數(shù)據(jù)分析，在問(wèn)題類(lèi)型變量(回憶、想象)中，眼動(dòng)軌跡方向存在顯著性差異(F=362.31，P<0.001)，在任務(wù)線(xiàn)索變量(基線(xiàn)、情景)中，眼動(dòng)軌跡方向沒(méi)有顯著性差異(F=0.91，P=0.341)且時(shí)問(wèn)題類(lèi)型與任務(wù)線(xiàn)索之間交互作用不顯著(F=2.52，P=0.112)。

3.3 眨眼頻率

在眨眼頻率變化的比較過(guò)程中，將受試者的測(cè)試數(shù)據(jù)分為2個(gè)部分，第一部分的數(shù)據(jù)來(lái)源為題目消失前受試者的眨眼情況，第二部分的數(shù)據(jù)來(lái)源為題目消失后受試者的眨眼情況。

表4 眨眼頻率比較表

由表4可知，在總的眨眼數(shù)據(jù)比較中，每個(gè)問(wèn)題的后期眨眼頻率均高于前期眨眼頻率。比較分析回憶和想象兩種狀態(tài)下的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)在想象狀態(tài)下眨眼頻率變化率普遍高于在回憶狀態(tài)下眨眼頻率變化率，經(jīng)SPSS數(shù)據(jù)分析，由雙因素方差分析可得在問(wèn)題類(lèi)型變量(回憶、想象)中，眨眼頻率變化率存在顯著性差異(F=11.52，P=0.027)，在任務(wù)類(lèi)型變量(基線(xiàn)、情景)中，眨眼頻率變化率不存在顯著性差異(F=0.73，P=0.441)，且問(wèn)題類(lèi)型變量與任務(wù)類(lèi)型變量之間交互作用不顯著(F=4.04，P=0.115)。

4 討論

本研究在實(shí)驗(yàn)論證的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)受試者在回憶和想象狀態(tài)下的眼動(dòng)指標(biāo)變化具有一定的區(qū)分度。有研究者在研究說(shuō)謊行為時(shí)發(fā)現(xiàn)謊言形成與回憶和想象之間存在一定的聯(lián)系。連紅杰(2009年)通過(guò)EPR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大腦中并不存在專(zhuān)門(mén)的說(shuō)謊區(qū)域，只是在以額區(qū)為代表的腦區(qū)在謊言的認(rèn)知加工中過(guò)程中起著關(guān)鍵作用[20]。而在Addis，Wong和Schacter(2007年)的研究中則發(fā)現(xiàn)大腦在進(jìn)行回憶和想象活動(dòng)時(shí)，額極等腦區(qū)也起著重要作用。Mohamed(2006年)在比較功能磁共振成像技術(shù)和多道生理檢測(cè)儀的結(jié)果后認(rèn)為可以將形成謊言的過(guò)程分為7個(gè)階段，其中第三個(gè)和第四個(gè)階段就是對(duì)相關(guān)事件的回憶階段和計(jì)劃構(gòu)建階段[21]。Walczyk，Roper和Seemann(2010年)也認(rèn)為合理謊言的構(gòu)建需要利用與事實(shí)相關(guān)的記憶并利用資源結(jié)合一定的背景知識(shí)[22]。謊言之所以被稱(chēng)之為謊言而不是夸張和戲謔，是因?yàn)槠洚a(chǎn)生的情景高度符合日常交往與合理信仰。在謊言構(gòu)建過(guò)程中，說(shuō)謊者會(huì)通過(guò)一系列的回憶和想象構(gòu)造出一個(gè)場(chǎng)景，填充其中的細(xì)節(jié)，以此來(lái)完善自己的謊言，達(dá)到更為可信的目的。因此是否能通過(guò)區(qū)分回憶和想象的狀態(tài)達(dá)到識(shí)別謊言的目的還有待進(jìn)一步研究。

在眼動(dòng)軌跡的分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：眼球運(yùn)動(dòng)方向的左和右與回憶和想象狀態(tài)有關(guān)，事實(shí)上眼球左右運(yùn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)伴隨著上下運(yùn)動(dòng)。孟春寧(2016年)認(rèn)為眼球先向上再向左表示回憶，眼球先向上再向右則表示想象[16]。本實(shí)驗(yàn)中則發(fā)現(xiàn)眼球的上下與左右運(yùn)動(dòng)沒(méi)有時(shí)間先后的區(qū)分，同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的訪(fǎng)談與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為眼球運(yùn)動(dòng)的上下應(yīng)當(dāng)與受試者的自我評(píng)價(jià)有關(guān)。即當(dāng)問(wèn)題存在難度時(shí)，受試者難以確信自己的答案是否準(zhǔn)確，自我評(píng)價(jià)較低，眼球向下運(yùn)動(dòng)。

本次實(shí)驗(yàn)或存在一定的局限。首先，在實(shí)驗(yàn)參與者的選擇上，由于受到參與實(shí)驗(yàn)的受試者年齡、性別和職業(yè)限制，本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是否普遍適用與不同性別、不同年齡和職業(yè)還有待驗(yàn)證。其次，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，受試者可能會(huì)受到PPT頁(yè)內(nèi)文字信息消失以及在空白頁(yè)內(nèi)必須作答的壓力刺激，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

5 結(jié)論

(1)在回憶狀態(tài)下受試者的瞳孔直徑變化速度會(huì)快于想象狀態(tài)?；貞洜顟B(tài)下瞳孔直徑會(huì)在1s內(nèi)迅速變化到極大值，而在想象狀態(tài)下受試者的瞳孔直徑會(huì)緩慢增大，大約在4s后才會(huì)與回憶狀態(tài)下的瞳孔直徑相接近。

(2)在回憶情景下，受試者的眼動(dòng)軌跡會(huì)向左，在想象情景下，受試者的眼動(dòng)軌跡會(huì)向右。在向左或向右運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，向上或向下與受試者當(dāng)時(shí)的自我評(píng)價(jià)有關(guān)。

(3)在回憶和想象情景下，受試者在對(duì)所詢(xún)問(wèn)的問(wèn)題回答前的眨眼頻率都會(huì)低于在對(duì)問(wèn)題回答后的眨眼頻率。并且受試者在處于想象狀態(tài)下的眨眼頻率變化率高于受試者處于回憶狀態(tài)下的眨眼頻率變化率。