軍校人格測(cè)驗(yàn)中語義復(fù)雜度對(duì)精神分裂癥患者眼動(dòng)特征的影響

邢 辰，彭 波，辛 偉，朱 霞，苗丹民

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

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

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)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?yàn)榇痤}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(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)過精神科醫(yī)生評(píng)定，符合ICD-10國際疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)；②首發(fā)精神分裂癥，病程3個(gè)月以上；③在評(píng)定精神分裂癥嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)：①伴有嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病或腦器質(zhì)病變；②嚴(yán)重的自殺或沖動(dòng)傷人行為；③酗酒或藥物濫用史；④文字閱讀理解困難。對(duì)照組選取某大學(xué)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(dòng)儀要求。

1.2 方法

1.2.1 人格測(cè)驗(yàn) 基于眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)編制的測(cè)驗(yàn)材料由苗丹民等編制的“士兵職業(yè)基本適應(yīng)性檢測(cè)量表”中4個(gè)維度分量表[16]、嚴(yán)進(jìn)等編制的“軍人狀態(tài)焦慮預(yù)測(cè)量表”特質(zhì)分量表[17]及關(guān)瑋樓等編制的“狀態(tài)-特質(zhì)抑郁量表”特質(zhì)分量表[18]構(gòu)成，各部分均可獨(dú)立使用并經(jīng)證實(shí)具有良好的信效度。該測(cè)驗(yàn)共計(jì)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(cè)驗(yàn)設(shè)計(jì)為線性依次呈現(xiàn)，每次呈現(xiàn)一題。所有實(shí)驗(yàn)材料均進(jìn)行圖片化，保證材料視覺屬性的一致與穩(wěn)定。

中文閱讀復(fù)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(xué)傾向于根據(jù)語言材料本身屬性對(duì)復(fù)雜度進(jìn)行劃分，心理學(xué)傾向于根據(jù)閱讀者認(rèn)知加工特點(diǎn)對(duì)復(fù)雜度進(jìn)行劃分[20-23]。本研究對(duì)測(cè)量中的題目既通過句子長度進(jìn)行劃分，通過被試實(shí)際閱讀過程特點(diǎn)進(jìn)行了劃分。

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

1.2.2 眼動(dòng)實(shí)驗(yàn) 眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái)。硬件平臺(tái)搭建由移動(dòng)電腦和Tobii T-120眼動(dòng)儀連接組成，眼動(dòng)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器內(nèi)置于眼動(dòng)儀中，顯示器為眼動(dòng)儀內(nèi)嵌17英寸顯示器。眼動(dòng)儀與移動(dòng)電腦通過VGA數(shù)據(jù)線進(jìn)行視頻信號(hào)傳遞，通過LAN端口進(jìn)行眼動(dòng)數(shù)據(jù)傳遞。T-120眼動(dòng)儀最大采樣頻率為120 Hz，準(zhǔn)確度≤0.4°，精確度≤0.24°，操作距離為50～90 cm，最大頭動(dòng)速度≥30 cm/s。軟件平臺(tái)搭建選用基于Windows操作系統(tǒng)的Tobii Studio v3.0，Tobii Studio可以進(jìn)行線性實(shí)驗(yàn)程序展示，并準(zhǔn)確記錄被試按鍵反應(yīng)、反應(yīng)時(shí)間以及眼動(dòng)指標(biāo)。Tobii Studio程序同時(shí)可以導(dǎo)出原始眼動(dòng)數(shù)據(jù)，精確至10 ms級(jí)[24]。

本研究針對(duì)部隊(duì)指揮軍官職業(yè)基本適應(yīng)性測(cè)驗(yàn)的特點(diǎn)，劃分為題干、選項(xiàng)“是”、選項(xiàng)“否”和其他部分共4個(gè)興趣區(qū)。

考慮到兩組被試答題時(shí)間具有非常顯著的差異，且答題時(shí)間與眼動(dòng)指標(biāo)之間存在非常強(qiáng)的相關(guān)性，直接對(duì)兩組被試的眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行比較并不恰當(dāng)。為了平衡答題時(shí)間對(duì)眼動(dòng)指標(biāo)的影響，我們對(duì)注視點(diǎn)個(gè)數(shù)和眼跳幅度進(jìn)行單位化處理。用被試對(duì)每張圖片的答題時(shí)間除以對(duì)這張圖片的注視點(diǎn)個(gè)數(shù)，得到單位注視點(diǎn)時(shí)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(diǎn)時(shí)間表示了被試注視的過程中平均每一個(gè)注視點(diǎn)的時(shí)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(gè)眼跳的幅度。經(jīng)過計(jì)算，每個(gè)被試在每道題目上面形成了一個(gè)單位注視點(diǎn)時(shí)間和一個(gè)單位眼跳幅度。

在基于眼動(dòng)的閱讀研究中，由于人們的閱讀是依次進(jìn)行，回溯便成為一項(xiàng)重要的眼動(dòng)指標(biāo)，因而本研究會(huì)對(duì)題干區(qū)域進(jìn)行回溯研究。本研究回溯采用次數(shù)指標(biāo)，即記錄相應(yīng)區(qū)域內(nèi)共計(jì)發(fā)生回溯的次數(shù)，回溯的計(jì)算方法基于Tobii眼動(dòng)儀導(dǎo)出原始數(shù)據(jù)文件中的“絕對(duì)眼跳夾角”(absolute saccadic direction)指標(biāo)，該指標(biāo)反映了相連兩個(gè)注視點(diǎn)的連線與XY坐標(biāo)軸中X軸的夾角度數(shù)α。當(dāng)90°<α<270°時(shí)，記作發(fā)生一次回溯；當(dāng)0°≤α≤90°或者270°≤α≤360°時(shí)，記作沒有發(fā)生回溯。

為了準(zhǔn)確得知被試在特定情況下發(fā)生回溯次數(shù)是相對(duì)更多還是更少，因?yàn)榻^對(duì)回溯次數(shù)受總眼跳次數(shù)的影響，本研究進(jìn)一步計(jì)算得到回溯率?；厮萋蕿榛厮荽螖?shù)占總眼跳數(shù)的比率。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)程序 實(shí)驗(yàn)采用混合設(shè)計(jì)，被試分組為組間變量，人格測(cè)驗(yàn)題目長短與復(fù)雜度為組內(nèi)變量。因變量包括答題時(shí)間、答題結(jié)果以及眼動(dòng)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)流程包括閱讀指導(dǎo)語、眼動(dòng)儀參數(shù)標(biāo)定、測(cè)試開始、中間休息與結(jié)束。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 本研究采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，分析人格測(cè)驗(yàn)答題結(jié)果及整體眼動(dòng)特征的組間差異。采用重復(fù)測(cè)量方差分析，考察題目長度、題干復(fù)雜度與組間因素的交互作用，并進(jìn)一步采用Sidak方法進(jìn)行簡(jiǎn)單效應(yīng)分析。

2 結(jié)果

2.1 人格測(cè)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)測(cè)驗(yàn)計(jì)分方法，統(tǒng)計(jì)分析兩組被試在各個(gè)維度上的得分差異情況。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在6個(gè)維度上，異常組與對(duì)照組均存在顯著差異(P<0.01)。經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)，6個(gè)維度對(duì)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(dòng)差異分析

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

統(tǒng)計(jì)顯示被試在答題整體眼動(dòng)指標(biāo)中對(duì)照組注視點(diǎn)(10.07±0.23)個(gè)，眼跳幅度35.46°±0.86°，異常組注視點(diǎn)(12.61±0.91)個(gè)，眼跳幅度38.67°±2.67°。t檢驗(yàn)結(jié)果顯示兩組被試在注視點(diǎn)個(gè)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(duì)于眼動(dòng)特征的影響

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

進(jìn)行組別和不同題干長度在單位注視點(diǎn)時(shí)間上的交互作用分析，重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)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(shí)組內(nèi)題干長度效應(yīng)顯著(F=133.03，P<0.01)。進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析Sidak結(jié)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(jìn)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(fù)測(cè)量方差分析結(jié)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(shí)組內(nèi)題干長度效應(yīng)顯著(F=606.094，P<0.01)。進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析Sidak結(jié)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(duì)照組。

2.4 題目復(fù)雜度對(duì)于眼動(dòng)特征的影響

進(jìn)行組別和不同題目復(fù)雜度在單位注視點(diǎn)時(shí)間上的交互作用分析，重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果顯示，組別和題目復(fù)雜度之間交互作用顯著(F=6.34，P<0.01)，同時(shí)組內(nèi)題目復(fù)雜度效應(yīng)顯著(F=37.42，P<0.01)。進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析Sidak結(jié)果顯示，兩組被試在低復(fù)雜度(P<0.01)和中復(fù)雜度(P<0.05)上呈現(xiàn)出顯著差異，但是在高復(fù)雜度上未有顯著差異。對(duì)照組隨著題目復(fù)雜度的提升，單位注視點(diǎn)時(shí)間顯示出增大趨勢(shì)，而異常組在中復(fù)雜度與高復(fù)雜度之間未見顯著差異(P=0.997，圖2)。

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

進(jìn)行組別和兩種因素在選項(xiàng)區(qū)注視時(shí)長上的交互作用分析，重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果顯示，組別和題目復(fù)雜度之間交互作用顯著(F=9.472，P<0.01)。對(duì)題目復(fù)雜度因素進(jìn)一步的簡(jiǎn)單效應(yīng)分析Sidak結(jié)果顯示，在低復(fù)雜度(P<0.01)和中復(fù)雜度(P<0.01)上異常組顯著高于對(duì)照組，在高復(fù)雜度上，兩組被試未見顯著差異。同時(shí)，對(duì)照組在低中高復(fù)雜度水平上表現(xiàn)出顯著的單位注視點(diǎn)時(shí)間逐漸增加的趨勢(shì)，但異常組僅在低復(fù)雜度與中復(fù)雜度上顯示出差異(P=0.048，圖2)。

aP<0.05， bP<0.01 vs 對(duì)照組。

3 討論

個(gè)體與環(huán)境之間最直接的交互即來自視覺[25]，眼動(dòng)技術(shù)讓我們捕捉到個(gè)體與環(huán)境互動(dòng)過程中最直接的行為與反應(yīng)，同時(shí)隨著眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的進(jìn)步，越來越多的心理學(xué)家開始重視眼動(dòng)技術(shù)在心理學(xué)中的應(yīng)用。如針對(duì)抑郁癥患者的注意偏向，通過眼動(dòng)技術(shù)可以更好地觀測(cè)在不同情緒刺激間病患的注意特征[26-27]。

認(rèn)知障礙是精神分裂癥的一個(gè)主要癥狀，研究發(fā)現(xiàn)患者往往在多種認(rèn)知功能方面存在較為明顯的缺陷[28-29]。眼動(dòng)技術(shù)通過閱讀、視覺搜索、場(chǎng)景自由觀看等范式可以很好地探索個(gè)體認(rèn)知加工中工作記憶特點(diǎn)，通過智力測(cè)驗(yàn)、問題解決等范式可以很好地探索認(rèn)知加工策略及效率特點(diǎn)，通過綜合分析眼動(dòng)軌跡模式可以探索更加細(xì)致的個(gè)體認(rèn)知能力差異[30-32]。心理檢測(cè)基于語言刺激，而語義加工是認(rèn)知功能的重要表現(xiàn)，傳統(tǒng)測(cè)量方法對(duì)于被試心理檢測(cè)過程中的表現(xiàn)缺乏有效監(jiān)測(cè)與分析，僅僅收集了個(gè)體對(duì)題目結(jié)果的反應(yīng)即答案，而缺乏個(gè)體答題過程的反應(yīng)，眼動(dòng)技術(shù)恰恰可以很好地彌補(bǔ)這一過程量。本研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行軍校心理測(cè)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(shí)間以及更多的注視點(diǎn)及眼跳數(shù)量，這表明在整體上精神分裂癥患者進(jìn)行人格測(cè)驗(yàn)需要更長時(shí)間的認(rèn)知加工過程，同時(shí)也說明了眼動(dòng)技術(shù)可以很好地捕捉到被試人格測(cè)試中的認(rèn)知特征。

以往研究發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥患者對(duì)于語義信息一致性、句法錯(cuò)誤、語義錯(cuò)誤等方面均表現(xiàn)出不同程度的認(rèn)知加工異常[33-35]。根據(jù)精神分裂癥患者認(rèn)知功能障礙的特征，本研究進(jìn)一步以心理測(cè)驗(yàn)中文本復(fù)雜度為線索進(jìn)行眼動(dòng)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(diǎn)時(shí)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(diǎn)時(shí)間變短的趨勢(shì)，而異常組此類變化趨勢(shì)明顯較弱。以測(cè)驗(yàn)文本復(fù)雜度為劃分可以發(fā)現(xiàn)，隨著復(fù)雜度的提升，個(gè)體顯示出更久的單位注視點(diǎn)時(shí)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(shì)，在中等難度至高難度水平變化時(shí)，精神分裂癥患者甚至失去了這樣的變化趨勢(shì)。針對(duì)題干與興趣區(qū)的分析發(fā)現(xiàn)了同樣的趨勢(shì)，即隨著復(fù)雜度提升，正常群體表現(xiàn)出回溯率提升、選項(xiàng)區(qū)駐留時(shí)間增加的特點(diǎn)，而精神分裂癥患者變化趨勢(shì)則較弱。

綜上所述，本研究結(jié)合了傳統(tǒng)人格測(cè)驗(yàn)與眼動(dòng)技術(shù)，通過眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥患者在進(jìn)行人格測(cè)驗(yàn)的過程中表現(xiàn)出了明顯的眼動(dòng)特征。以人格測(cè)驗(yàn)文本復(fù)雜度為線索，精神分裂癥患者在較長以及較復(fù)雜的文本中，表現(xiàn)出了與常人更大的特征差異。在面對(duì)文本復(fù)雜度變化時(shí)，其表現(xiàn)出了較低的認(rèn)知調(diào)節(jié)敏感性，這與精神分裂癥患者認(rèn)知功能障礙的特點(diǎn)相吻合。本研究表明，眼動(dòng)技術(shù)可以檢測(cè)到更豐富的人格測(cè)量數(shù)據(jù)，并為測(cè)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(dòng)特征是否可以體現(xiàn)在其他類型的心理測(cè)試中，精神分裂癥患者以外的不同群體是否也會(huì)體現(xiàn)出不同的心理測(cè)試眼動(dòng)特征，就此可于未來設(shè)計(jì)相關(guān)研究進(jìn)行探索。