본 연구는 서울 및 수도권에 거주하는 대학생과 성인을 대상으로 진행하였다. 서울 소재 두 대학교의 인터넷 커뮤니티를 통해 ‘거짓말 탐지 검사의 정확성’에 대한 연구에 참여를 권하는 모집공고문을 게시하였다. 모집 공고문을 보고 자발적으로 실험 참가를 희망한 지원자 67명을 대상으로 유죄 집단 23명, 정보를 아는 무죄 집단 21명, 정보를 모르는 무죄 집단 23명씩 세 집단에 무선할당하였다. 이 중 결측치와 측정 오류가 있었던 16명을 제외하여, 유죄 집단 19명, 정보를 아는 무죄 집단 16명, 정보를 모르는 무죄 집단 16명 등 총 51명의 자료가 분석되었다. 실험참여자의 평균연령은 24.61세(SD=3.16)였다. 모든 실험자에게 실험 참가에 대한 보상으로 참가비 5만원을 지급하였으나 모집 당시에는 임무의 성공 여부의 결과에 따라 1만원부터 5만원까지 차등지급한다고 공지하였다.

Eye Tracker. 안구운동 추적 장비(View Point PC-60 Eye Frame Scene Camera, Arrington Research, Scottsdale, AZ, USA)를 이용하여, 60Hz 샘플링 주파수로 안구움직임을 측정하였다. 안구움직임 측정치로는 시선의 움직임, 시선이 머문 각각의 지역, 시선이 고정되어 머문 시간이 사용되었다. 실험참여자는 모니터로부터 70cm 떨어진 위치의 의자에 앉아 24인치의 모니터가 정면으로 보이도록 턱과 이마를 고정시켰다. 모니터를 정면으로 바라본 상태에서 안구의 움직임을 측정하는 안경을 착용한 후, 본 실험에 들어가기에 앞서 시선의 초점을 맞추기 위해 교정(calibration)과정을 거쳤다. 실험참여자가 시선 이동을 의식하지 않게 하기 위해 검사를 시작하기 전에 본 검사는 동공의 크기를 측정하기 위한 것이라고 설명하였으며, 기타 주의 사항을 설명한 이후 검사를 진행하였다.

실험에 사용한 자극은 가상 범죄 상황에서 사용한 관련 자극 1개(반지)와 무관련 자극(현금, 시계, 카드, 핸드폰) 4개로 구성하였다. 검사 진행절차는 다음과 같다. 실험참여자에게 검사가 진행되는 동안 편안하게 화면을 보되, 자극이 사라지고 + 모양의 응시점이 나오면 응시점을 보도록 지시하였다. 한 세트에 4개의 자극이 10초 동안 제시되는데, 그 동안 참여자의 안구 이동이 측정되었다. 그리고 + 모양의 응시점이 3초 동안 제시되고, 다시 10초 동안 자극 세트가 제시되었다. 이때 모든 자극의 총 제시 횟수, 각 위치당(왼쪽 위, 왼쪽 아래, 오른쪽 위, 오른쪽 아래) 자극 제시 횟수가 동일하도록 구성하기 위해 총 20회의 자극세트를 시행하였다. 예시가 그림 1과 2에 제시되어 있다.

실험을 시작하기 전에 실험참여자들에게는 본 연구에 대해 거짓말 탐지 검사의 정확성에 대한 연구라고 소개하였다. 실험은 국립과학수사연구원에서 진행했으며, 가상 범죄 상황을 겪게 한 후 검사실로 이동하여 Eye Tracker를 진행하였다.

실험은 두 명의 진행자가 진행하였다. 진행자 1은 1층 대기실에서 참여자에게 간단하게 진행할 과제에 대해 소개하고 주의 사항을 설명하였다. 실험참여자는 범행을 실행하는 조건과 실행하지 않는 조건 중 한 가지를 선택하게 된다. 두 개의 흰 봉투 안에 범행을 실행하는 조건과 실행하지 않는 조건의 지시문이 각각 들어있고 진행자가 대기실에서 나간 후에 두 조건 중 하나를 참여자가 선택하게 했다. 이 때 두 봉투 모두 봉인되어 있고 선택한 봉투만 열어보도록 하였다. 또한 어떤 조건을 선택하였는지는 본인만 알기 때문에 모든 수행이 다 끝나기 전까지 비밀로 유지할 것을 강조하였다.

그리고 과제 수행 이후 거짓말 탐지 검사를 받을 때 범행을 실행하는 조건이나 범행을 실행하지 않는 조건에서 모두 도난당한 귀중품이 무엇인지 모르고 그 귀중품을 훔치지 않았다고 주장하도록 지시하였다. 검사 결과 진실 판정이 나오면 5만원, 거짓 판정이 나오면 1만원으로 연구 참여비가 차등지급이 된다고 공지하여 어떤 조건을 선택하든 검사 결과가 진실 판정이 나와야 한다고 강조했다.

진행자 1이 대기실에서 나간 후 실험참여자는 봉투를 선택하고 그 안의 지시문을 숙지하였다. 그런 다음 3층으로 올라와 지시문에 나와 있는 사무실로 들어가 자신이 선택한 조건의 지시문에 따라 과제를 수행하였다. 범죄를 수행하는 조건은 사무실에 사람이 없는 틈을 타 책상 위에 어질러진 책을 정리하면서 책상 오른편의 서랍 안에 있는 반지 케이스를 찾게 하였다. 케이스를 열어 반지를 확인한 후에 이를 가방에 넣어서 나와야 했다. 그리고 범죄를 수행하지 않는 조건은 범죄를 수행하는 조건과 동일한 장소에 들어가 책상 위의 어질러진 책을 서랍 위에 정리하고 나와야 했다.

과제 수행을 마치고 나와 대기실에 있으면 진행자 1이 실험참여자를 검사실로 안내하였다. 진행자 2는 귀중품이 도난당했으며 이것과 관련하여 거짓말 탐지 검사를 진행할 것이라고 언급하고 eye tracker 검사를 시행했다. 이 때, 정보를 아는 무죄 집단의 경우 검사 직전에 도난당한 물품이 반지라는 것을 알려주고 검사를 진행하였다.

검사가 끝난 후 대기실로 이동하여 디브리핑을 실시하고, 연구가 종료되기 전까지 연구와 관련하여 어떤 내용도 주변인에게 얘기하지 않을 것을 약속하는 서약서를 작성하였다.

자료 분석을 위해 SPSS 18.0 프로그램을 사용하였다. 응시 시간은 자극이 제시되는 동안 참여자가 각 자극을 응시하는 총 시간으로 산출하였고, 시선 이동 횟수의 경우 자극이 제시되는 동안 응시 시점이 이동하는 횟수를 말하며, 관련 자극 응시 횟수는 관련자극이 포함된 자극이 제시 될 때 관련자극을 응시하는 횟수로 설정하였다. 또한 초기 시선 자극의 경우 관련자극이 포함된 자극 제시 시 초기에 관련 자극을 응시한 총 횟수로 하였고, 초기 관련 자극 응시 시간은 초기 시선이 관련 자극을 응시하였을 때의 응시 시간으로 정의하였다.

고정 응시 시간, 시선 이동 횟수, 관련 자극 응시 횟수, 초기 시선 자극 및 응시 시간에 대해서 유죄, 무죄, 범죄 정보를 아는 무죄 집단 간의 차이를 알아보기 위해 각 세 집단을 독립변인으로 설정하고 일원분산분석(One-Way ANOVA)을 실시하였다. 그리고 고정 응시 시간에 대해서 각 집단별로 관련 자극과 무관련 자극 간 대응 표본 t검증을 실시하였다. 또한 정보의 유무와 관계없이 범행을 한 조건(유죄 집단)과 하지 않은 조건(무죄 집단 + 정보를 아는 무죄 집단)별로, 그리고 유, 무죄와 상관없이 범죄 정보를 아는 조건(유죄 집단 + 정보를 아는 무죄 집단)과 범죄 정보를 모르는 조건(무죄 집단)별로 관련 자극과 무관련 자극 간 대응 표본 t 검증도 실시하였다. 마지막으로 시선 이동 횟수, 관련 자극 응시 횟수, 초기 시선 자극 및 응시 시간에 대해서 범행을 한 조건과 하지 않은 조건간의 독립 표본 t검증을 실시하였고, 이 역시 범죄 정보를 아는 조건과 모르는 조건으로 나누어 독립 표본 t 검증을 실시하였다.

먼저 각 자극에 대한 고정 응시 시간의 총합에 대한 분석을 실시하였다. 관련 자극에 대한 고정응시시간은 각 시행마다 반지에 시선이 고정된 시간을 말하고, 무관련 자극에 대한 고정 응시시간은 반지 외의 자극(현금, 시계, 카드, 핸드폰)에 시선이 고정된 시간의 평균을 말한다.

집단 간 차이를 알아보기 위해 일원분산분석을 실시한 결과, 관련 자극 고정 응시 시간(F(2,48) = .49, n.s.), 무관련 자극 고정 응시 시간(F(2,48) = 1.43, n.s.), 그리고 관련 자극과 무관련 자극 고정응시 시간의 차이(F(2,48) = .57, n.s.)는 모두 유의한 차이가 없었다.

고정 응시 시간의 차이가 유의하지 않았으나 추가적으로 집단별로 관련 자극과 무관련 자극간에 고정 응시 시간의 차이의 패턴이 다르게 나타나는지 알아보기 위해 대응표본 t 검정을 하였다. 그 결과, 표 1과 같이 세 집단 중 유죄 집단(t(18) = 2.19, p < .05)과 정보를 아는 무죄 집단(t(15) = 2.79, p < .05)에서만 관련 자극 고정 응시 시간과 무관련 자극 고정 응시 시간의 차이가 유의했다. 두 집단 모두 관련 자극보다 무관련 자극을 응시한 시간의 길이가 더 길게 나타났다.

그리고 범행을 한 조건과 하지 않은 조건으로 나눠서 분석한 결과, 두 조건 모두 관련 자극과 무관련 자극 간의 고정 응시 시간의 차이가 유의한 것으로 나타났다. 마지막으로 정보를 알고 있는지의 여부로 나눠서 확인해 본 결과, 정보를 알고 있는 조건에서만 관련 자극에 비해 무관련 자극을 응시한 시간이 유의하게 더 길게 나타났다(t(34) = 3.26, p < .01). 결과는 표 2와 같다.

총 20회의 시행 중 4개 자극 안에 관련 자극인 반지가 포함되어 있는 시행 16회 동안의 시선 이동 횟수의 총합에 대해 분석하였다. 조건에 따라 시선 이동 횟수의 차이가 있는지 알아보기 위해 일원분산분석을 실시한 결과는 표 3과 같다. 그 결과, 집단에 따라 시선 이동 횟수에 유의한 차이가 있었다(F(2,48) = 3.322, p < .05).

범행의 여부에 따라 시선 이동 횟수에 차이가 있는지 알아보기 위해 독립표본 t 검정을 실시하였다. 범행을 하지 않은 조건이 한 조건에 비해 시선 이동을 유의하게 더 많이 한 것으로 분석되었다(t(49) = -2.442, p < .05). 그리고 정보의 유무로 나눠서 확인해 본 결과에서는 정보를 모르고 있는 조건이 정보를 알고 있는 조건보다 시선이동 횟수가 더 많았다(t(49) = -2.377, p < .05). 결과는 표 4와 같다.

집단에 따라 전체 시행 동안 반지(관련 자극)를 본 총 횟수에 차이가 있는지 알아보기 위해 일원분산분석을 실시한 결과 표 5와 같이 세 집단 간의 차이가 유의한 것으로 나타났다 (F(2,48) = 3.219, p < .05).

추가적인 정보를 얻기 위해 시선 이동 횟수의 분석에서와 같이 범행의 여부로 나눠서 분석한 결과, 범행을 하지 않은 조건이 범행을 한 조건보다 관련 자극 응시를 더 많이 했다(t(49)=-2.015, p<.05). 그리고 정보의 유무에 따라 나눈 경우, 정보를 모르는 조건이 정보를 알고 있는 조건에 비해 관련 자극을 더 많이 응시한 것으로 나타났다(t(49)=-2.485, p<.05). 결과는 표 6과 같다.

16번의 시행 중에서 제일 먼저 반지(관련 자극)를 본 시행의 수와, 그 때의 응시를 지속한 시간에 대해 일원분산분석을 실시했다. 하지만 집단에 따라 분석한 결과 초기 시선 자극(F(2,48) = .12, n.s.)과 응시 시간(F(2,48) = 1.63, n.s.) 모두에서 유의하지 않았다. 추가적으로 범행 여부(초기시선자극: (t(49) = -.497, n.s., 응시 시간: t(49) = 1.80, n.s.)와 정보 인지 여부(초기시선자극: t(49) = -.259, n.s., 응시 시간: t(49) = .895, n.s.)별로도 분석한 결과 모두 유의하지 않았다.

본 연구에서는 Eye tracker를 활용한 숨김정보검사의 유용성을 탐색하고자 하였다. 이를 위해 일반인을 대상으로 유죄 집단, 정보를 아는 무죄집단, 정보를 모르는 무죄 집단으로 구분하였고, 유, 무죄 조건에 따라 가상의 범행 혹은 범행과 무관한 간단한 지시사항을 수행한 후 Eye tracker를 통해 안구 움직임을 측정하여 세 집단 간의 감별을 시도하였다. 안구 움직임으로는 자극에 대한 시선의 고정시간, 시선의 이동 횟수, 자극을 응시한 횟수, 초기 시선 등을 측정하였다.

분석 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저 고정응시 시간에 대해서는 유죄 집단과 정보를 아는 무죄 집단에서 관련 자극보다 무관련 자극을 더 오래 응시하였다. 그리고 정보를 알고 있는지의 여부로 나눈 경우 정보를 알고 있는 조건에서만 관련 자극보다 무관련 자극을 더 길게 응시하였다. 둘째로 시선을 이동한 횟수에 대해서는 유죄집단 보다 정보를 모르는 무죄 집단이, 범행을 한 조건보다 하지 않은 조건이, 그리고 정보를 알고 있는 조건보다 모르는 조건이 시선을 더 많이 이동하였다. 마지막으로 관련 자극을 응시한 횟수는 시선 이동 횟수와 동일하게 유죄 집단보다 정보를 모르는 무죄 집단이, 범행을 한 조건보다 하지 않은 조건이, 정보를 알고 있는 조건보다 모르는 조건이 더 많은 것으로 나타났다.

본 연구에서는 유죄와 무죄를 감별할 수 있는 변인을 몇 가지 확인했다. 첫 번째는 시선 이동횟수로 유죄 조건이 무죄 조건보다 시선 이동을 더 적게 하였다. 이는 유죄 조건의 경우 자신이 훔친 반지가 제시될 때마다 그 자극을 의식하게 되면서 시선 이동 자체가 억제된 것으로 인한 결과로 볼 수 있다. 이에 반해 무죄 조건의 경우 자유롭게 시선을 이동한 결과 시선 이동 횟수가 늘어난 것으로 예상할 수 있다. 이러한 패턴은 정보인지 여부에 따른 분류에서도 나타났다. 정보를 알고 있는 조건이 정보를 모르는 조건보다 시선이동을 덜 했는데, 이는 진실 판정을 받아야 하는 상황에서 정보를 알고 있는 것 자체가 시선 이동을 억제시키는 등의 부자연스러운 행동을 유발한 것으로 추론할 수 있다. 두 번째는 관련 자극을 응시한 횟수로 유죄 조건이 무죄 조건에 비해서 관련 자극을 덜 응시했다. 이는 유죄 조건의 경우 자신이 훔친 반지와 동일한 모양의 반지 사진이 나타났을 때 이를 많이 보면 자신의 거짓말이 드러날 수도 있다고 생각을 해서 관련 자극을 의도적으로 회피한 것으로 해석할 수 있다.

시선을 이동한 횟수와 관련 자극을 응시한 횟수에 대해서 무죄를 정보 인지 여부로 나눠서 비교했을 때는 유죄와 정보를 모르는 무죄 집단 사이에서만 유의한 차이가 있었다. 하지만 경향성으로 봤을 때 유죄가 가장 적고 다음으로 정보를 아는 무죄 집단, 마지막으로 정보를 모르는 무죄집단이 가장 많았다. 이는 정보를 아는 무죄 집단의 경우 범행을 하진 않았으나 도난당한 물건이 무엇인지 알기 때문에 관련 자극이 의식은 되지만 진실 판정을 받아야 하는 과제 수행의 이유로 두 집단의 중간 정도의 수준으로 시선을 이동하고, 관련 자극을 응시한 것으로 해석할 수 있다.

다음은 정보 인지 여부에 따라 고정 응시 시간의 패턴에 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉 유죄집단과 정보를 아는 무죄 집단에서 관련 자극보다 무관련 자극을 더 길게 응시하였다. 반면에 정보를 모르는 무죄 집단에서는 관련 자극과 무관련 자극을 응시한 시간의 차이가 없었다. 이러한 결과는 범죄 관련 정보를 피검자가 알고 있을 때 안구 운동 패턴이 관련 자극과 무관련 자극 간에 다르게 나타난다는 기존의 연구 결과(Schwedes & Wentura, 2012; Leal & Vrij, 2010; Twyman et al., 2010)와 일치한다. 또한 관련 자극 응시 횟수에 대해서도 정보 인지 여부에 따라 차이가 있었다. 정보를 알고 있는 경우보다 모르는 경우에 관련 자극을 더 많이 응시했다. 이러한 결과는 자신이 거짓 판정을 받을 수도 있다는 불안으로 인해 나오는 반응과 관련이 있다. 즉 범죄와 관련된 정보를 알고 있는 경우 검사를 받는 상황에서 불안을 경험할 수 있고 이로 인해 특정 패턴의 반응을 유발할 수 있다. 유죄의 경우에는 거짓말이 탄로가 날지도 모른다는 두려움에서 오는 불안으로 의도적으로 관련 자극을 회피한 것으로 예상할 수 있다. 그리고 정보를 아는 무죄 집단의 경우 자신이 정보를 알고 있는 것으로 인해 거짓판정을 받을 수도 있다는 불안 때문에 의식적으로 관련 자극을 보지 않으려는 조절을 한 결과로 추론해볼 수 있다. 반면에 정보를 모르는 조건은 관련 자극과 무관련 자극이 모두 중성적이기 때문에 시선 차이가 없는 것으로 해석할 수 있다.

본 연구에서는 초기 시선에 차이가 있을 것으로 보고 초기 시선이 어느 자극으로 향하는지와 그 때의 응시 시간을 측정하였다. 하지만 초기 시선 자극과 응시 시간 모두 유의한 차이가 없었다. 이는 경계-회피 가설과 일치하지 않는 결과이다. 경계-회피 가설은 불안한 사람이 위협적인 자극에 대해서 보이는 특정 패턴에 대한 것으로, 이들은 위협과 관련 있는 정보를 더 빠르게 탐지하는 반면, 불안 수준을 낮추기 위해 바로 회피 전략을 사용한다는 내용이다(Mogg, Mathews, & Weinman, 1987). 하지만 본 연구 결과에서는 위협 자극으로 여겨질 수 있는 관련 자극에 대해서 회피 반응은 보인다고 나온 반면, 경계 반응은 나타나지 않았다. 즉 유죄 조건이라고 해서 혹은 범죄 관련 정보를 알고 있다고 해서 최초의 시선이 관련 자극으로 향하지는 않았다.

이러한 결과는 검사 절차와 관련한 결과로 생각해볼 수 있다. 시행 간에 자극이 사라지면 새로운 자극이 나타나기 전까지 화면 가운데에 + 모양의 응시점을 제시하고 이를 응시하도록 지시하였다. 하지만 시선이 응시점 외의 다른 위치에 고정되어 있거나 혹은 시선을 고정하지 않고 계속해서 이동하는 양상을 보인 참여자가 있었다. 이런 경우 응시점에서 이동한 초기 시선이 아니라 자극이 제시되는 화면이 나타나기 전에 있었던 시선의 위치가 초기 시선의 위치로 측정이 되는 것이다. 즉 이런 경우에는 본 연구에서 측정하고 자 한 의미의 초기 시선이 측정된 것이 아니기 때문에 결과에 영향을 미쳤을 수 있다.

마지막으로 본 연구에서는 수사 과정에서 범죄 관련 정보가 노출되는 경우에도 적용할 수 있는지 여부를 확인하여 검사의 실제적 적용 가능성을 높이고자, 무죄 조건을 정보를 아는 무죄 집단과 정보를 모르는 무죄 집단으로 구분하였다. 그래서 총 세 집단 간의 반응 특성을 분석하여 거짓과 진실을 타당하게 감별할 수 있는 방법을 모색하였다. 하지만 본 연구에서 측정한 변인으로는 정보를 아는 무죄 집단만 유일하게 보이는 특정반응 패턴을 확인하지 못했다. 이는 범죄 관련 정보가 유출되는 방식과 관련하여 생각해볼 수 있다. 실제 상황에서는 뉴스나 신문 기사 등을 통해 범죄 관련 정보가 공개되면서 피검자가 자연스럽게 정보를 얻게 된다. 반면에 본 연구에서는 검사직전에 도난당한 물품이 반지라는 정보를 알려줌으로써 진실 판정을 받아야 하는 과제 수행과 관련해서 피검자의 불안감을 더욱더 증폭시켰을 가능성이 있다. 따라서 추후 실제 상황과 더 유사한 실험 설계를 통해 변별 가능성을 높이고 더 나아가 결과의 일반화 가능성을 높일 수 있는 연구의 필요성이 시사된다.

본 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫 번째는 장비와 관련된 것으로, 본 연구에서 사용한 Eye tracker 장비의 특성상 렌즈 착용이나 화장 여부에 따라 영향을 받아 비교적 많은 수의 결측 및 측정 오류가 있었다. 하지만 사전에 이러한 점을 고려하여 대비한다면 Eye tracker는 심리생리검사에 비해서 기구의 영향을 최소화시켜 비교적 용이하게 측정을 할 수 있다는 장점이 있다. 두 번째는 가상 범죄 및 검사 상황으로 실험을 진행하였기 때문에 실제 범죄 및 수사 상황에서 느끼는 정서와 달랐을 가능성이 있다. 그렇지만 본 연구에서는 실제 직원이 일하고 있는 장소에서 범행을 수행하도록 하는 등 최대한 실제 상황과 유사한 상황을 구성하여 불안 수준을 높이도록 하였다. 또한 실험을 시작하기 전에 연구 참여에 대한 보상금에 대해 안내할 때, 검사 결과에 따라 진실판정이 나오면 5만원을 지급하지만 거짓 판정이 나올 경우 4만원을 차감하여 1만원만 지급한다고 알림으로써 진실하게 보이고자 하는 동기를 높이고자 하였다.

이러한 제한점이 있음에도 불구하고, 본 연구는 Eye Tracker가 기존에 사용되고 있는 심리생리검사의 한계점을 보완하여 거짓과 진실을 판별해내는 도구로 사용할 수 있는지 유용성을 알아본 연구라는 점에서 의의가 있다. 또한 본 연구에서는 범죄 관련 정보가 유출되었을 때에도 적용할 수 있는지 알아보기 위해 무죄 조건을 정보를 아는 무죄 집단과 정보를 모르는 무죄 집단으로 나눠서 거짓과 진실을 보다 정확하게 감별하고자 시도했다. 비록 세 집단을 정확하게 감별할 수 있는 변인은 발견되지 않았지만, 범행 여부에 따라 변별이 가능한 변인을 확인하였고 여러 변인을 조합해서 비교하면 세 집단을 감별하는 것도 가능하다. 또한 정보의 유무에 따라 여러 변인에서 차이가 나타났다는 점을 감안했을 때 실제 수사 현장에서 범죄 관련 정보가 유출되지 않도록 유의해야 하는 중요성을 시사한다. 하지만 추후 연구에서 눈 깜박임이나 동공 크기 등을 정교하게 측정하여 정보를 아는 무죄인 경우까지 감별해낼 수 있는 변인을 발견한다면, 진실을 거짓으로 잘못 판정하는 1종 오류의 가능성을 줄이고 거짓과 진실을 더 정확하게 판정하는데 기여할 것으로 기대된다.