Effects of stimulus similarity on P300 amplitude in P300-based concealed information test

P300-기반 숨긴정보검사에서 자극유사성이 P300의 진폭에 미치는 영향

  • Eom, Jin-Sup (Department of Psychology, Chungbuk National University) ;
  • Han, Yu-Hwa (Department of Psychology, Chungbuk National University) ;
  • Sohn, Jin-Hun (Department of Psychology, Brain Research Institute, Chungnam National University) ;
  • Park, Kwang-Bai (Department of Psychology, Chungbuk National University)
  • Received : 2010.08.11
  • Accepted : 2010.09.10
  • Published : 2010.09.30

Abstract

The present study examined whether the physical similarity of test stimuli affects P300 amplitude and detection accuracy for the P300-based concealed information test (P300 CIT). As the participant pretended suffering from memory impairment by an accident, own name was used as a concealed information to be probed by the P300 CIT in which the participant discriminated between a target and other (probe, irrelevant) stimuli. One group of participants was tested in the easy task condition with low physical similarity among stimuli, the other group was tested in the difficult task condition with high physical similarity among stimuli. Using the base-to-peak P300 amplitude, the interaction effect of task difficulty and stimulus type was significant at $\alpha$=.1 level (p=.052). In the easy task condition the difference of P300 amplitude between the probe and the irrelevant stimuli was significant, while in the difficult task condition the difference was not significant. Using peak-to-peak P300 amplitude, on the other hand, the interaction effect of task difficulty and stimulus type was not significant with significant differences of P300 amplitude between the probe and the irrelevant stimuli in both task difficulty conditions. The difference of detection accuracy between task conditions was not significant with both measures of P300 amplitude although the difference was much smaller when peak-to-peak P300 amplitude was used. The results suggest that the efficiency of P300 CIT would not decrease even when the perceptual similarity among test stimuli is high.

본 연구에서는 P300-기반 숨긴정보검사(P300 CIT)에서 검사자극들 간의 물리적 유사성이 P300 진폭과 검사의 효율성에 미치는 영향을 검증하였다. 사고를 당하여 자신의 이름을 기억하지 못한다고 허위로 주장하는 허위기억상실을 가정한 상황에서, 실험참여자의 이름을 숨긴정보(관련자극)로 사용하여 P300 CIT를 실시하였다. 이 검사에서 실험참여자의 과제는 목표자극과 나머지 자극을 변별하는 것이었다. 한 집단의 실험참여자들은 목표자극과 관련자극, 무관련자극들 간의 물리적 유사성이 낮은 조건(저난도 조건)에서 검사를 받았으며, 다른 한 집단의 실험참여자들은 검사자극들 간의 물리적 유사성이 높은 조건(고난도 조건)에서 검사를 받았다. 기저선-정점 P300 진폭을 측정치로 사용한 경우, 난이도 조건과 자극유형의 상호작용효과가 $\alpha$=.10 수준에서 유의하였다(p=.052). 저난도 조건에서는 관련자극과 무관련자극 간의 P300 진폭차이가 유의하였으며, 고난도 조건에서는 관련자극과 무관련자극 간의 P300 진폭차이가 유의하지 않았다. 정점-정점 P300 진폭을 측정치로 사용한 경우, 난이도 조건과 자극유형의 상호작용효과가 유의하지 않았으며, 저난도 조건과 고난도 조건 모두에서 관련자극과 무관련자극간의 P300 진폭차이가 유의하였다. 기저선-정점 P300 진폭을 이용한 개인별 판단결과, 저난도 조건과 고난도 조건 간의 정확판단율 차이가 유의하지 않았으며, 정점-정점 P300 진폭을 이용한 개인별 판단결과도 저난도 조건과 고난도 조건 간의 정확판단율 차이가 유의하지 않았다. 그러나, 난이도 조건 간의 정확판단율 차이가 기저선-정점 P300 진폭을 이용한 경우보다 정점-정점 P300 진폭을 이용한 경우에 더 작은 경향이 있었다. 이러한 결과는 검사자극들 간의 물리적 유사성이 높을 때에도 P300 CIT의 효율성이 크게 감소하지 않는다는 것을 의미한다.

Keywords

References

  1. 엄진섭, 음영지, 손진훈, 박광배 (2010). 고역통과필터 값이 P300의 파형에 미치는 영향. 감성과학, 13(1), 179-186.
  2. 엄진섭, 한유화, 박광배, 손진훈 (2008). P300 숨긴 정보 검사의 민감도: 목표자극을 이용하는 측정 패러다 임과 두 자극에 대한 범주판단 및 재인검사를 이용 하는 측정 패러다임의 비교. 한국심리학회지: 일반, 27(3), 653-673.
  3. Abootalebi, V., Moradi, M. H., & Khalilzadeh, M. A. (2006). A comparison of methods for ERP assessment in a P300-based GKT. International Journal of Psychophysiology, 62, 309-320.
  4. Azizian, A., Freitas A. L., Watson, T. D., & Squires, N. K. (2006). Electorphysiological correlates of categorization: P300 amplitude as index of target similarity. Biological Psychology, 71, 278-288.
  5. Ben-Shakhar, G. (2002). A Critical review of the control questions test (CQT). In Murray Kleiner (Ed.), Handbook of Polygraph Testing. San Diego: Academic Press.
  6. Ben-Shakhar, G. & Elaad, E. (2002). The guilty knowledge test (GKT) as an application of psychophysiology: Future prospects and obstacles. In Murray Kleiner (Ed.), Handbook of Polygraph Testing. San Diego: Academic Press.
  7. Ben-Shakhar. G. & Dolev, K. (1996). Psychophysiological detection through the guilty knowledge technique: the effects of mental countermeasures. Journal of Applied psychology, 81, 273-281.
  8. Farwell, L. A. & Donchin, E. (1991). The truth will out: Interrogative polygraphy ("Lie detection") with eventrelated potentials. Psychophysiology, 28, 531-547.
  9. Honts, C. R., Devitt, M, K., Winbush, M., & Kircher, J. C. (1996). Mental and Physical countermeasures reduce the accuracy of the concealed knowledge test. Psychophysiology, 33, 84-92.
  10. Johnson, R. (1986). A triarchic model of P300 amplitude. Psychophysiology, 23, 367-384.
  11. Kok, A. (2001). On the utility of P3 amplitude as a measure of processing capacity. Psychophysiology, 38, 557-577.
  12. Magliero, A., Bashore, T. R., Coles, M. G. H., & Donchin, E. (1984). On the dependence of P300 latency on stimulus evaluation processes. Psychophysiology, 21, 171-186.
  13. Mastroberardino, S. & Santangelo, V. (2009). New perspectives in assessing deception: The evolution of the truth machine. European Journal of Cognitive Psychology, 21, 1085-1099.
  14. Polich, J. & Comerchero, M. D. (2003). P3a from visual stimuli: Typicality, task, and topography. Brain Topography, 15, 141-152.
  15. Rosenfeld, J. P., Angell, A., Johnson, M., & Qian, J. (1991). An ERP-based, control-question lie detector analog: Algorithms for discriminating effects within individuals' average waveforms. Psychophysiology, 38, 319-335.
  16. Rosenfeld, J. P., Biroschak, J. R., & Furedy, J. J. (2006). P300-based detection of concealed autobiographical versus incidentally acquired information in target and non-target paradigms. International Journal of Psychophysiology. 60, 251-259.
  17. Rosenfeld, J. P., Shue, E., & Singer, E. (2007). Single versus multiple probe blocks of P300-based concealed information tests for self-referring versus incidentally obtained information. Biological Psychology, 74, 396-404.
  18. Semlitsch, H. V., Anderer, P., Schuster, P., & Presslich, O. (1986). A solution for reliable and valid reduction of ocular artifacts, applied to the P300 ERP. Psychophysiology, 23, 695-703.
  19. Seymour, T. L., & Kerlin, J.R. (2008). Successful detection of verbal and visual concealed knowledge using an rt-based paradigm. Applied Cognitive Psychology, 22, 475-490.
  20. Soskins, M., Rosenfeld, J. P., & Niendam, T. (2001). The case for peak-to-peak measurement of P300 recorded at .3 Hz high pass filter settings in detection of deception. International Journal of Psychophysiology, 40, 173-180.