邢 辰，彭 波，辛 偉，朱 霞，苗丹民

(空軍軍醫(yī)大學軍事醫(yī)學心理學系： 1軍事心理學教研室， 4航空航天心理學教研室，陜西 西安 710032； 2空軍工程大學軍政系，陜西 西安 710043； 3解放軍總醫(yī)院第六醫(yī)學中心醫(yī)學心理科，北京 100048)

以自陳式量表為代表的傳統(tǒng)心理測驗進步緩慢[1]，始終沒有解決諸如社會贊許性等偏差因素帶來的影響[2-4]。隨著計算機技術和人工智能技術的快速發(fā)展，融合多元化數(shù)據(jù)成為了可能，多質融合的心理檢測技術開始走進研究者的視野[5-6]。眼動技術作為一項成熟的注意觀察技術，被廣泛應用于心理學領域的研究并被證實擁有良好的信效度[7-11]，也是多質融合心理檢測技術的重要方法之一，因此探索不同群體在進行心理測驗過程中的眼動模式及其影響因素已成為多質融合技術的基礎需求[12-13]。本研究以傳統(tǒng)自陳式人格測驗為基礎，以眼動技術為方法，試圖探索異常群體在進行人格測驗的過程中是如何受認知因素影響的，從而為心理測驗中眼動技術的應用提供實證依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 對象

異常組選取某醫(yī)院住院精神分裂癥患者50人，年齡20～40歲，其中2人因為答題過程中注意力無法集中，數(shù)據(jù)剔除，剩余48人的有效數(shù)據(jù)。入組標準：①經(jīng)過精神科醫(yī)生評定，符合ICD-10國際疾病診斷標準；②首發(fā)精神分裂癥，病程3個月以上；③在評定精神分裂癥嚴重程度的陽性與陰性癥狀量表中，總分大于60分[14-15]。排除標準：①伴有嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病或腦器質病變；②嚴重的自殺或沖動傷人行為；③酗酒或藥物濫用史；④文字閱讀理解困難。對照組選取某大學在校生50人，年齡19～30歲，所有被試視力均經(jīng)過篩選且符合眼動儀要求。

1.2 方法

1.2.1 人格測驗 基于眼動實驗平臺編制的測驗材料由苗丹民等編制的“士兵職業(yè)基本適應性檢測量表”中4個維度分量表[16]、嚴進等編制的“軍人狀態(tài)焦慮預測量表”特質分量表[17]及關瑋樓等編制的“狀態(tài)-特質抑郁量表”特質分量表[18]構成，各部分均可獨立使用并經(jīng)證實具有良好的信效度。該測驗共計252題，題目均為雙向選擇題，完成全部題目需要30 min。我們將測驗設計為線性依次呈現(xiàn)，每次呈現(xiàn)一題。所有實驗材料均進行圖片化，保證材料視覺屬性的一致與穩(wěn)定。

中文閱讀復雜度常見因素包括句子長度、字筆畫數(shù)、詞頻等[19-20]。語言學傾向于根據(jù)語言材料本身屬性對復雜度進行劃分，心理學傾向于根據(jù)閱讀者認知加工特點對復雜度進行劃分[20-23]。本研究對測量中的題目既通過句子長度進行劃分，通過被試實際閱讀過程特點進行了劃分。

題目題干的長度直接影響著題目認知加工的復雜程度，一般而言題目越長則越復雜，但是相同長度的題目因為內容不同，其認知加工復雜程度卻不盡相同。因此，本研究使用題目復雜度來表示題干的認知復雜程度：題目復雜度由所有被試在每一題上的平均答題時間除以相應題目的題干字數(shù)所得，其數(shù)值越高表示題干復雜程度越高。本研究將復雜度最低和最高的10道題目列為低復雜度題目和高復雜度題目，將復雜度處于中位的10道題目列為中復雜度題目。可以發(fā)現(xiàn)，低復雜度題目中有相對較長的題干，也有相對較短的題干，而高復雜度題目中題干普遍較短。

1.2.2 眼動實驗 眼動實驗平臺包括硬件平臺與軟件平臺。硬件平臺搭建由移動電腦和Tobii T-120眼動儀連接組成，眼動數(shù)據(jù)處理服務器內置于眼動儀中，顯示器為眼動儀內嵌17英寸顯示器。眼動儀與移動電腦通過VGA數(shù)據(jù)線進行視頻信號傳遞，通過LAN端口進行眼動數(shù)據(jù)傳遞。T-120眼動儀最大采樣頻率為120 Hz，準確度≤0.4°，精確度≤0.24°，操作距離為50～90 cm，最大頭動速度≥30 cm/s。軟件平臺搭建選用基于Windows操作系統(tǒng)的Tobii Studio v3.0，Tobii Studio可以進行線性實驗程序展示，并準確記錄被試按鍵反應、反應時間以及眼動指標。Tobii Studio程序同時可以導出原始眼動數(shù)據(jù)，精確至10 ms級[24]。

本研究針對部隊指揮軍官職業(yè)基本適應性測驗的特點，劃分為題干、選項“是”、選項“否”和其他部分共4個興趣區(qū)。

考慮到兩組被試答題時間具有非常顯著的差異，且答題時間與眼動指標之間存在非常強的相關性，直接對兩組被試的眼動指標進行比較并不恰當。為了平衡答題時間對眼動指標的影響，我們對注視點個數(shù)和眼跳幅度進行單位化處理。用被試對每張圖片的答題時間除以對這張圖片的注視點個數(shù)，得到單位注視點時間；用眼跳幅度除以眼跳次數(shù)得到單位眼跳幅度。單位注視點時間表示了被試注視的過程中平均每一個注視點的時間長度，而單位眼跳幅度表示了被試注視的過程中平均每一個眼跳的幅度。經(jīng)過計算，每個被試在每道題目上面形成了一個單位注視點時間和一個單位眼跳幅度。

在基于眼動的閱讀研究中，由于人們的閱讀是依次進行，回溯便成為一項重要的眼動指標，因而本研究會對題干區(qū)域進行回溯研究。本研究回溯采用次數(shù)指標，即記錄相應區(qū)域內共計發(fā)生回溯的次數(shù)，回溯的計算方法基于Tobii眼動儀導出原始數(shù)據(jù)文件中的“絕對眼跳夾角”(absolute saccadic direction)指標，該指標反映了相連兩個注視點的連線與XY坐標軸中X軸的夾角度數(shù)α。當90°<α<270°時，記作發(fā)生一次回溯；當0°≤α≤90°或者270°≤α≤360°時，記作沒有發(fā)生回溯。

為了準確得知被試在特定情況下發(fā)生回溯次數(shù)是相對更多還是更少，因為絕對回溯次數(shù)受總眼跳次數(shù)的影響，本研究進一步計算得到回溯率。回溯率為回溯次數(shù)占總眼跳數(shù)的比率。

1.2.3 實驗程序 實驗采用混合設計，被試分組為組間變量，人格測驗題目長短與復雜度為組內變量。因變量包括答題時間、答題結果以及眼動指標。實驗流程包括閱讀指導語、眼動儀參數(shù)標定、測試開始、中間休息與結束。

1.2.4 統(tǒng)計學分析 本研究采用獨立樣本t檢驗，分析人格測驗答題結果及整體眼動特征的組間差異。采用重復測量方差分析，考察題目長度、題干復雜度與組間因素的交互作用，并進一步采用Sidak方法進行簡單效應分析。

2 結果

2.1 人格測驗結果

根據(jù)測驗計分方法，統(tǒng)計分析兩組被試在各個維度上的得分差異情況。獨立樣本t檢驗結果顯示，在6個維度上，異常組與對照組均存在顯著差異(P<0.01)。經(jīng)方差齊性檢驗，6個維度對比均方差齊性(表1)。

表1 兩組被試在分量表上得分差異

2.2 整體眼動差異分析

兩組被試在全部252題中的平均答題時間分別為對照組(2 763±65)ms，異常組(4 539±283)ms。兩組被試組間效應差異顯著(F=77.36，P<0.01)。

統(tǒng)計顯示被試在答題整體眼動指標中對照組注視點(10.07±0.23)個，眼跳幅度35.46°±0.86°，異常組注視點(12.61±0.91)個，眼跳幅度38.67°±2.67°。t檢驗結果顯示兩組被試在注視點個數(shù)上呈現(xiàn)出顯著差異(t=-3.732，P<0.01)，但是在眼跳幅度上未發(fā)現(xiàn)顯著差異(t=-1.542，P=0.125)。

2.3 題目長度對于眼動特征的影響

本研究所采用的人格測驗共計252題，全部為文字構成，但是每一個題目的題干字數(shù)并不一樣，252題平均題干字數(shù)為15.4字，最短題干僅有5字，而最長題干達39字。題干的字數(shù)直接反映了被試加工題目的認知負荷程度，更長的題干需要更多的認知資源。本研究將題干字數(shù)大于25字的題目定義為長題干題目，共計18題；將題干字數(shù)小于7字的題目定義為短題干題目，共計16題；將題干字數(shù)處于中位的14字題目定義為中題干題目，共計16題。

進行組別和不同題干長度在單位注視點時間上的交互作用分析，重復測量方差分析結果顯示，組別和題干長度之間交互作用顯著(F=10.66，P<0.01)，同時組內題干長度效應顯著(F=133.03，P<0.01)。進一步簡單效應分析Sidak結果顯示，兩組被試在長題干(P<0.01)和中題干(P<0.05)上呈現(xiàn)出顯著差異，但是在短題干上未見顯著差異(圖1)。

進行組別和不同題干長度在單位眼跳幅度上的交互作用分析，重復測量方差分析結果顯示，組別和題干長度之間交互作用顯著(F=27.156，P<0.01)，同時組內題干長度效應顯著(F=606.094，P<0.01)。進一步簡單效應分析Sidak結果顯示，兩組被試在長題干和中題干上呈現(xiàn)出顯著差異(P<0.01)，但是在短題干上未見顯著差異(圖1)。

aP<0.05， bP<0.01 vs 對照組。

2.4 題目復雜度對于眼動特征的影響

進行組別和不同題目復雜度在單位注視點時間上的交互作用分析，重復測量方差分析結果顯示，組別和題目復雜度之間交互作用顯著(F=6.34，P<0.01)，同時組內題目復雜度效應顯著(F=37.42，P<0.01)。進一步簡單效應分析Sidak結果顯示，兩組被試在低復雜度(P<0.01)和中復雜度(P<0.05)上呈現(xiàn)出顯著差異，但是在高復雜度上未有顯著差異。對照組隨著題目復雜度的提升，單位注視點時間顯示出增大趨勢，而異常組在中復雜度與高復雜度之間未見顯著差異(P=0.997，圖2)。

分別進行組別和兩種因素在題干回溯率上的交互作用分析，重復測量方差分析結果顯示，組別和題目復雜度之間交互作用顯著(F=16.063，P<0.01)。對題目復雜度因素進一步的簡單效應分析Sidak結果顯示，回溯率在高復雜度上對照組顯著高于異常組(P<0.01)，但在低復雜度(P=0.930)和中復雜度(P=0.127)上未見顯著差異。同時，兩組被試各自在低中高復雜度水平上均表現(xiàn)出顯著的回溯率逐漸增加的趨勢(圖2)。

進行組別和兩種因素在選項區(qū)注視時長上的交互作用分析，重復測量方差分析結果顯示，組別和題目復雜度之間交互作用顯著(F=9.472，P<0.01)。對題目復雜度因素進一步的簡單效應分析Sidak結果顯示，在低復雜度(P<0.01)和中復雜度(P<0.01)上異常組顯著高于對照組，在高復雜度上，兩組被試未見顯著差異。同時，對照組在低中高復雜度水平上表現(xiàn)出顯著的單位注視點時間逐漸增加的趨勢，但異常組僅在低復雜度與中復雜度上顯示出差異(P=0.048，圖2)。

aP<0.05， bP<0.01 vs 對照組。

3 討論

個體與環(huán)境之間最直接的交互即來自視覺[25]，眼動技術讓我們捕捉到個體與環(huán)境互動過程中最直接的行為與反應，同時隨著眼動實驗設備的進步，越來越多的心理學家開始重視眼動技術在心理學中的應用。如針對抑郁癥患者的注意偏向，通過眼動技術可以更好地觀測在不同情緒刺激間病患的注意特征[26-27]。

認知障礙是精神分裂癥的一個主要癥狀，研究發(fā)現(xiàn)患者往往在多種認知功能方面存在較為明顯的缺陷[28-29]。眼動技術通過閱讀、視覺搜索、場景自由觀看等范式可以很好地探索個體認知加工中工作記憶特點，通過智力測驗、問題解決等范式可以很好地探索認知加工策略及效率特點，通過綜合分析眼動軌跡模式可以探索更加細致的個體認知能力差異[30-32]。心理檢測基于語言刺激，而語義加工是認知功能的重要表現(xiàn)，傳統(tǒng)測量方法對于被試心理檢測過程中的表現(xiàn)缺乏有效監(jiān)測與分析，僅僅收集了個體對題目結果的反應即答案，而缺乏個體答題過程的反應，眼動技術恰恰可以很好地彌補這一過程量。本研究發(fā)現(xiàn)，在進行軍校心理測試過程中，精神分裂癥患者相比較正常群體表現(xiàn)出了更久的答題時間以及更多的注視點及眼跳數(shù)量，這表明在整體上精神分裂癥患者進行人格測驗需要更長時間的認知加工過程，同時也說明了眼動技術可以很好地捕捉到被試人格測試中的認知特征。

以往研究發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥患者對于語義信息一致性、句法錯誤、語義錯誤等方面均表現(xiàn)出不同程度的認知加工異常[33-35]。根據(jù)精神分裂癥患者認知功能障礙的特征，本研究進一步以心理測驗中文本復雜度為線索進行眼動特征分析發(fā)現(xiàn)，以題目長短劃分，在中長題目上異常組表現(xiàn)出了更久的單位注視點時間與更小的單位眼跳幅度。在題目由短至長的過程中，正常群體表現(xiàn)出單位注視點時間變短的趨勢，而異常組此類變化趨勢明顯較弱。以測驗文本復雜度為劃分可以發(fā)現(xiàn)，隨著復雜度的提升，個體顯示出更久的單位注視點時間，而精神分裂癥患者相較正常人群則出現(xiàn)了更小的變化趨勢，在中等難度至高難度水平變化時，精神分裂癥患者甚至失去了這樣的變化趨勢。針對題干與興趣區(qū)的分析發(fā)現(xiàn)了同樣的趨勢，即隨著復雜度提升，正常群體表現(xiàn)出回溯率提升、選項區(qū)駐留時間增加的特點，而精神分裂癥患者變化趨勢則較弱。

綜上所述，本研究結合了傳統(tǒng)人格測驗與眼動技術，通過眼動數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥患者在進行人格測驗的過程中表現(xiàn)出了明顯的眼動特征。以人格測驗文本復雜度為線索，精神分裂癥患者在較長以及較復雜的文本中，表現(xiàn)出了與常人更大的特征差異。在面對文本復雜度變化時，其表現(xiàn)出了較低的認知調節(jié)敏感性，這與精神分裂癥患者認知功能障礙的特點相吻合。本研究表明，眼動技術可以檢測到更豐富的人格測量數(shù)據(jù)，并為測量刺激材料的編制提供了依據(jù)。值得思考的是，這樣的眼動特征是否可以體現(xiàn)在其他類型的心理測試中，精神分裂癥患者以外的不同群體是否也會體現(xiàn)出不同的心理測試眼動特征，就此可于未來設計相關研究進行探索。