心理測評的“標尺”
——記清華大學特別研究員張丹

倪海波

張丹

當一個人看著眼前發(fā)生的某種場景發(fā)笑時，如何判斷他的笑是發(fā)自真心還是偽裝？當學校老師盯著教室里某個神情專注的學生時，如何知道他是在認真聽課還是在“開小差”？當企業(yè)進行員工選拔與培訓時，如何根據(jù)員工的能力素質進行職業(yè)崗位匹配?

隨著社會的高速發(fā)展，心理測量在當今社會占據(jù)的比例越來越重，并且在社會各個領域都有體現(xiàn)，包括但不限于管理、市場消費、教育、醫(yī)療等，而且隨著心理測量應用領域不斷擴展，國家對其的關注程度也日益增強。

長期以來，清華大學特別研究員張丹堅持運用腦電、心率、皮膚電等前沿神經(jīng)生理信號傳感技術進行智能心理測量方向的研究，開展對個體心理狀態(tài)與心理特質的客觀測評。毫無疑問，在當下的時代環(huán)境中，這項研究正滿足社會發(fā)展的需求?！八梢詭椭總€人更好地了解自身心理健康與能力素質情況，也有望為國家社會心理服務體系建設做出重要貢獻。”張丹說。在談及自己研究內容的作用時，他的眼里總是透露著興奮的光芒。

企業(yè)的人格測評需求

在某家單位的辦公室內，領導將10位員工聚集在一起，讓他們通過答題的方式進行大五人格的測試，以期選出一位最佳人選調任某項職位。所謂大五人格是近年來研究者們提出的5種人格描述模型，因其可以涵蓋人格描述的所有方面，因此也被稱為“人格的海洋”。它包含人格的開放性、責任心、外傾性、宜人性和神經(jīng)質性五大因素，其中，開放性包含想象、情感豐富、創(chuàng)造等人格特質，責任心則體現(xiàn)為公正、自律、克制等特質，外傾性表現(xiàn)為熱情、社交、活躍等，宜人性指的是利他、依從、謙虛等特質，而神經(jīng)質性則包含難以平衡焦慮、敵對、脆弱等負面情緒。

美國工業(yè)組織心理學會（SIOP）曾經(jīng)過調研得出，對這些人格特質的評測能夠預測出員工工作表現(xiàn)和工作滿意度、領導有效性及其他重要的工作行為和態(tài)度，尤其是大五人格測試中的盡責性和神經(jīng)質性，可以穩(wěn)定地預測絕大多數(shù)崗位人員的工作業(yè)績，因此，該測試一直以來被廣泛地應用于人力資源管理中。

然而，這種人格描述是通過測評，而非考試的方式得出的，人們只需要選擇對自己而言真實的選項即可。這就導致了這項測試具有很大的人為“偽裝”空間，被測試的員工只需要根據(jù)一定的原則來選擇對自己有利的選項，即可獲得成功競選該職位的機會。

因此，作為測評員工工作素質的大五人格測評容易淪為形式，并且這種弊端普遍存在于社會中各大試圖將答題作為人事調動決策參考的企業(yè)中。而在這項人格測評中，張丹運用腦電、心率、皮膚電等前沿神經(jīng)生理信號傳感技術，通過腦機接口與機器學習方法提取情緒腦電響應的個體化特征，設計并實現(xiàn)了可預測個體大五人格特質的自動化測量方法，在五個人格維度上，腦電模型可以準確、可靠地預測個體的自評人格得分。這一測評技術不僅具有簡潔快速的特點，可在5分鐘左右時間內快速呈現(xiàn)200個中文情緒詞匯并完成對個體員工的大五人格量化測量，而且因其通過腦電相應提取情緒響應的緣故，避免了人為“偽裝”的可能影響，有效地克服了基于主觀自我報告的量表測量方法在應用場景中的局限性，為企業(yè)進行相關人事決策提供了更為客觀及可靠的參考依據(jù)。

以交叉學科促進社會發(fā)展

社會總是在不斷向前發(fā)展的，如果將社會看作一臺日夜不停運轉的機器，那么縱觀人類發(fā)展歷史，科技總是推動其進步的直接動力。如今，張丹運用包含腦電、心理學等先進研究在內的智能心理測量技術，努力在新時代貢獻自己的力量。這種科研能力并非憑空而來，而是經(jīng)過張丹的多年探索與刻苦鉆研不斷沉淀下來的。

若要回顧張丹一路走來的研究歷程，需要將時鐘倒撥回16年前。彼時的張丹尚在清華大學求學，正站在研究生選擇專業(yè)的人生十字路口。就在舉棋不定之際，他遇上了影響他大半個研究生涯的貴人——他的研究生導師高上凱教授。作為神經(jīng)工程方向的著名學者，高上凱教授在腦機接口領域擁有非常深厚的造詣，她分別于2007年和2011年當選美國電子電氣工程師協(xié)會會士（IEEE Fellow）和美國醫(yī)學與生物工程院會士（AIMBE Fellow）。

“所謂腦機接口，是指在人或動物大腦與外部設備之間創(chuàng)建的直接連接，實現(xiàn)腦與設備的信息交換?！睆埖そ榻B道。這項技術最初主要是為“漸凍人”而研究的，所謂“漸凍人”是指患有肌萎縮側索硬化這一類的病人，舉世聞名的已故現(xiàn)代物理學家霍金便是該病的患者，晚年時他全身癱瘓，不能言語，通過臉部肌肉帶動傳感器打字表達自己的觀點。而腦機接口便是為了實現(xiàn)人類意識的實時傳輸，利用機器學習技術，將腦電波信號與動作意圖建立映射關系，讓人類意識在機器上得以翻譯。

參加2019年中國心理學會工程心理學專業(yè)委員會學術年會

在研究生時期，張丹跟隨高上凱教授從事腦機接口方向的研究，希望通過腦電信號實現(xiàn)對人腦中意圖信息的提取和應用。這段研究被張丹看作是他從事如今智能心理測量研究的起點，因為正是通過這段經(jīng)歷，他為自己打下了利用計算設備和腦電技術解讀大腦信息的基礎。

如果說，關于腦機接口的研究是張丹如今從事智能心理測量研究基礎的“半壁江山”，那么，2006年及其之后的5年間，他跟隨德國漢堡大學教授進行的心理學研究，則是他從事當下研究內容的另一大重要助力。

2006年，在清華-漢堡大學聯(lián)合培養(yǎng)博士生項目的支持下，張丹有幸認識了他在讀博士期間的國外導師，并跟隨其學習心理學領域的知識。在張丹看來，關于腦機接口的研究主要作用在于可以通過機器設備解讀并翻譯人腦中的意識活動等信息，而關于心理學的研究，則有助于人們深入解釋人做出某種舉動，或者產(chǎn)生某種意識活動背后的反應機制，雖為不同領域，但兩者卻互有相通之處。

在深入鉆研的過程中，張丹對心理學領域了解人、解釋人和改變人的三個層次有了深刻的理解。他解釋道，所謂第一個層面，是指了解人對外界發(fā)生的事物的反應狀態(tài)是怎樣的。而第二個層面則是進一步深入了解導致這些反應的外部環(huán)境因素以及大腦反應機制等。最后，則是通過以上研究，對包括抑郁、創(chuàng)傷性等應激綜合征在內的心理疾病患者進行治療，改變他們當下所處的非健康的心理狀態(tài)。然而，經(jīng)典心理學研究主要通過對表情、行為、言語等信息來分析人的內心，難免受到被觀察者的偽裝性、觀察者的主觀態(tài)度等因素影響，缺乏客觀的判斷標準。博士畢業(yè)后，張丹留在了自己的母校清華大學，利用自己在腦機接口領域研究的技術方法優(yōu)勢開展心理學研究，努力建立面向個體測量的腦電客觀量化分析方法，開展智能心理測量方面的研究和應用工作。

顯然，這是一條并沒有太多前輩走過，且包含多學科交叉的科研之路，未來道路上遇到很多艱難險阻是可以預見的。但這同時也是一項能夠實實在在地為社會做出貢獻的研究，對張丹來說，這是他作為一名科研工作者必須發(fā)揮的價值。因此，無論是為了社會，還是為了自身價值的實現(xiàn)，他都愿意堅持不懈地在這條道路上走下去。

客觀化識別情緒

一直以來，情緒都是心理學中既古老又充滿活力的重要研究課題。雖然心理學家們已經(jīng)對情緒的神經(jīng)機制開展了大量卓有成效的探索，但大部分成果主要集中在消極情緒方面，如抑郁、恐懼、憤怒、焦慮等。隨著時任美國心理學會主席的Martin Seligman教授在20世紀末倡議積極心理學理念以來，心理學界開始越來越多地關注心理學中積極的一面。在我國，面向積極的心理學實踐應用也正在得到政府及社會各界的廣泛關注，有望在促進精神文明建設、提升人民群眾生活幸福感等方面發(fā)揮作用。然而，學界對積極情緒的認知神經(jīng)機制理解十分有限，特別是在傳統(tǒng)認知心理學關于情緒的研究中，對積極情緒的劃分都存在高度簡化的問題，不能有效地表征不同類型的積極情緒。積極情緒的多樣化和復雜性對現(xiàn)有情緒理論提出了挑戰(zhàn)。

張丹基于腦電、腦血氧等腦影像技術，帶領團隊建立了國際上首個積極情緒神經(jīng)生理表征模型，并根據(jù)不同類別積極情緒的神經(jīng)生理表征相似性構建了基于腦神經(jīng)實證研究的積極情緒體系，為積極心理學領域有關積極情緒的研究工作提供了關鍵實證與理論支撐。

但理論上的成就并不能使張丹感到滿足，他內心真正想要做的是使自己的研究成果轉化落地，為社會創(chuàng)造更大的價值。為此，張丹在以上成果的基礎上，將研究目光投向了心理疾病的評判方向。

長期以來，我國心理疾病的發(fā)病率不容樂觀，2019年，健康中國行動推進委員會在發(fā)布的《健康中國行動（2019-2030年）》中便提到我國常見精神障礙和心理行為問題人數(shù)正在逐年增多的現(xiàn)象。相關調查表明，我國抑郁癥患病率達到2.1%，焦慮障礙患病率達4.98%，在心理疾病逐漸成為社會關注焦點的情況下，如何準確快速地診斷出咨詢者的患病類型及病情程度，成為了該領域當下正在面臨的一項不容忽視的挑戰(zhàn)。因為不同于普通生理疾病，心理疾病很難通過對某項客觀指標的分析來做出診斷，到目前為止，很多時候對心理問題的診斷依然是通過個人主觀的判斷與分析來實現(xiàn)的，并沒有很好的量化手段來對其進行完全客觀的判斷，這在相當程度上阻礙了對心理疾病患者的治療。

張丹的客觀化情緒識別研究工作可以為解決這一問題提供新的思路：通過情緒識別腦機接口對心理疾病患者情緒表達和響應障礙進行精細量化，有望構建心理疾病的客觀測評方法。張丹創(chuàng)新地提出腦電響應的腦機一致性、微狀態(tài)等可有效支持實時個體化情緒識別的腦電新特征，并開展了一系列基于腦電情緒響應的個體大五人格測評工作，這些工作有望推動對心理疾病的客觀篩查和評測工作，引起了學術界及社會的關注。因為在情緒計算識別領域的突出貢獻，張丹受邀成為該領域旗艦期刊《IEEE情感計算匯刊》副主編。相關研究成果被鳳凰衛(wèi)視《生命密碼》和中央電視臺《新聞30分》、《走近科學》等主流媒體欄目采訪報道。

心理與教學質量提升

在將研究成果應用于心理疾病治療領域的背后，是張丹一心想要為社會發(fā)展貢獻力量的心，但他所做的遠不止于此。對張丹而言，情緒計算識別還可發(fā)揮更多的作用，例如在教育，以及人機交互等方面。

當今社會經(jīng)濟、科技的迅速發(fā)展，促使著生產(chǎn)方式不斷變革，同時也促使著人類思維不斷變革。生產(chǎn)方式的變革在一定程度上決定了社會對于人才的需求，進而決定了教育對人才的培養(yǎng)方式。在這樣的時代背景下，如何培養(yǎng)學生具有適應未來社會發(fā)展和個人終身發(fā)展的核心素養(yǎng)，正在成為當前各國基礎教育理論研究和實踐變革的關注焦點與熱點。我國一直以來都高度重視教育事業(yè)的發(fā)展，十九大報告將“教育有質量”和“教育現(xiàn)代化”作為未來教育發(fā)展的重要著力點，上述表述在2018年全國教育大會上得到進一步強調，體現(xiàn)了黨和政府對教育變革新趨勢的關注和思考。

到目前為止，課堂教學仍然是基礎教育中教學活動的主要載體，課堂教學效果是決定教育質量的關鍵基礎。然而以往的教學效果評測，往往是基于考試測驗等對于知識內容的評測，而隨著學習知識帶來的大腦認知能力的提升，比如注意力、執(zhí)行功能等的提升，在以往的教學測量中是沒有評測的。比如，在教學課堂中，通常會包含學習活躍者、日常學習紀律差者，以及表現(xiàn)相對沉默者3種學生，對于前兩者，老師可以比較容易地根據(jù)課堂表現(xiàn)了解其學習狀態(tài)，但對于在課堂上相對沉默的這部分學生，老師很難及時地知道他們當下的聽課狀態(tài)，進而也就難以有針對性地調整自己的講課節(jié)奏或者教學方法。這在相當程度上阻礙了精細化的教學管理，以及對教學質量的進一步提升。

作為程序主席主持2018年清華首屆社會神經(jīng)科學論壇

對此，張丹將認知神經(jīng)科學、心理學、信息科學等基礎學科的前沿理論方法與技術進展應用到課堂教學情境中，運用腦機接口前沿技術方法挖掘基于群體腦掃描的課堂教學效果關鍵認知神經(jīng)指標，來實時地了解學生在課堂中的注意力變化。當然，群體腦掃描技術的優(yōu)勢遠不止如此，讓我們來想象這樣一個場景，在一間課堂中，一名學生神情專注地看著桌面或者進行思考，那么，如何判斷他正在學習老師的教學內容還是在看小說或者思想“開小差”呢？群體腦掃描技術可以從群體層面對課堂教學參與者進行測量與分析的特點有效地解決了這些問題，根據(jù)教師在課堂上講課內容的變化，學生的注意力集中情況應該也是隨之變化的，如果該學生的注意力在大部分學生已經(jīng)放緩的情況下依然保持高度集中的話，那么則需要重點注意該學生的思考內容。

面向這一研究目標，張丹開展了關于真實中學課堂中的長時程大規(guī)模數(shù)據(jù)采集工作，目前這一采集工作已經(jīng)積累了200名中學生為期兩年的腦電、心率、皮電等多模態(tài)神經(jīng)生理數(shù)據(jù)。張丹已經(jīng)從這些數(shù)據(jù)中初步發(fā)現(xiàn)，課堂神經(jīng)生理數(shù)據(jù)與學生數(shù)學焦慮、情緒、注意及學業(yè)表現(xiàn)等關鍵指標具有一定的預測效力。這些研究發(fā)現(xiàn)可以幫助教育實踐者從學習過程的角度對學生的學習表現(xiàn)進行更加全面、精細的評價。

對于這項研究，張丹頗感驕傲，對他而言，這項研究有望為以人為本的教育教學過程的改進與優(yōu)化提供重要參考信息，促進我國人才培養(yǎng)事業(yè)的發(fā)展，是一項能夠切實促進我國社會發(fā)展的工作。

自強不息，厚德載物

如今，張丹早已不是當初那個剛剛踏進智能心理測量這個交叉研究領域的新人，在經(jīng)過多年的刻苦鉆研與探索之后，他已經(jīng)逐步明確了未來的研究路徑。在今后的研究中，他將進一步加強交叉學科融合的學術研究，與教育學研究團隊開展更大規(guī)模的真實教學情境數(shù)據(jù)采集，以基礎教育場景為突破口，面向構建可以真正理解人類情緒等心理狀態(tài)的新一代智能心理測量愿景貢獻自己的力量。同時，他還會聚焦相關研究成果的落地應用，特別是在基礎教育和國防科技領域的實踐應用，開發(fā)服務于國家重大需求的心理學應用產(chǎn)品。

不止如此，張丹計劃將心理健康測評及行為干預技術與生理測量、虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術結合，提升傳統(tǒng)干預技術的效果，擴大心理干預的應用規(guī)模，在形成可規(guī)?；男睦砦C個案干預技術后，相關成果可以應用到存在潛在心理健康風險的更廣大人民群眾群體中。

張丹認為，時代發(fā)展的浪潮依舊在不斷地向前滾動，科技變化更是日新月異，在發(fā)展如此之快的環(huán)境下，若想要保證社會的進步跟得上時代的潮流，就必須要有不斷開拓創(chuàng)新的能力，以及持續(xù)深入的鉆研精神。他提到，清華大學的校訓是“自強不息，厚德載物”，這不僅是一個民族發(fā)展的需求，也是對個人進步的要求。他說，無論是過去還是今后，他都會以此自我勉勵，在科研的道路上繼續(xù)走下去，為社會的發(fā)展貢獻自己的力量。