동공 반응과 폴리그래프 비교질문검사를 통한 거짓말 탐지 연구 = Deception Detection Using Pupillary Responses and the Polygraph Comparison Question Test

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 비교질문검사（CQT） 기반 폴리그래프 검사에서 측정된 동공 반응이 거짓 탐지를 위한 보조적 심리생리 지표로 활용될 수 있는지를 검토하였다. 기존 폴리그래프 검사는 피부전도, 호흡, 심혈관 반응 등 자율신경계의 생리 반응을 중심으로 진실성을 추론해 왔으나, 동공 반응은 정서적 각성뿐 아니라 거짓말 수행 과정에서 요구되는 인지적 노력과 주의 조절까지 반영할 수 있다는 점에서 새로운 보조 지표로서의 가능성을 가진다.
참가자들은 과제 수행 중 부정행위 여부에 따라 진실 조건과 거짓 조건으로 구분되었다. 이후 모든 참가자는 11개 질문으로 구성된 CQT 기반 폴리그래프 검사를 세 차례 반복 수행하였으며, 검사 과정에서 동공 반응을 측정하였다. 동공 반응 진폭은 답변 시점의 동공 크기를 기준으로 답변 후 5초 이내의 최대 동공 크기와의 차이로 산출하였다. 이후 비교질문（CQ）과 관련질문（RQ）의 평균 동공 반응을 비교하고, 세션 단위의 C-R 동공 반응 차이값을 산출하여 분석하였다.
분석 결과, 진실 조건에서는 관련질문보다 비교질문에서 더 큰 동공 반응이 나타난 반면, 거짓 조건에서는 비교질문보다 관련질문에서 더 큰 동공 반응이 나타났다. 또한 2수준 다층모형 분석에서도 거짓 조건은 진실 조건보다 유의하게 낮은 C-R 동공 반응 차이값을 보여, 동공 반응이 개별 문항보다 반복된 질문세트 전체에서 비교질문과 관련질문 간 상대적 반응 차이로 해석될 때 더욱 안정적인 변별력을 가질 가능성이 확인되었다. 한편 동공 반응 방향성은 실제 진실성 조건과 부분적으로 일치하였으나, 검사관 일치기준에 따른 기존 폴리그래프 판정 결과와의 관련성은 통계적으로 유의하지 않았다. 다만 일부 판단불능 사례에서는 동공 반응 방향성이 실제 조건과 일치하는 경향을 보여, 기존 판정이 어려운 상황에서 보조적인 정보를 제공할 가능성이 확인되었다.
종합하면, CQT 절차에서 나타나는 동공 반응은 진실 조건과 거짓 조건에 따라 비교질문과 관련질문을 처리하는 인지적·심리생리적 차이를 반영할 가능성을 보였다. 특히 동공 반응은 기존 폴리그래프의 정서 중심 생리 지표를 보완하여 거짓말 수행 과정에서의 인지적 처리 부담을 함께 반영할 수 있다는 점에서 법심리학적 의의를 가진다. 다만 본 연구는 동공 반응을 독립적인 거짓 판정 도구로 제안하는 것이 아니라, 기존 폴리그래프를 보완하는 정량적 심리생리 지표의 가능성을 제시한 데 의의가 있다. 향후에는 측정 타당성, 절차 표준화, 오류 가능성 및 증명력에 관한 후속 연구가 이루어질 필요가 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study examined whether pupillary responses measured during a Comparison Question Test （CQT）-based polygraph examination can serve as a supplementary psychophysiological indicator for deception detection. Conventional polygraph examinations primarily infer truthfulness from autonomic nervous system responses, including electrodermal activity, respiration, and cardiovascular activity. In contrast, pupillary responses may provide additional information by reflecting not only emotional arousal but also the cognitive effort and attentional control required during deceptive responding.
Participants were assigned to either a truthful or deceptive condition based on whether they had committed a mock cheating task. All participants subsequently completed three repeated CQT-based polygraph examinations consisting of 11 questions, with their pupillary responses recorded. Pupil response amplitude was calculated as the difference between the pupil diameter at the onset of the verbal response and the maximum pupil diameter observed within five seconds after the response. Mean pupillary responses to comparison questions （CQ） and relevant questions （RQ） were compared, and session-level C-R pupillary response difference scores were computed for analysis.
The results showed that participants in the truthful condition exhibited larger pupillary responses to comparison questions than to relevant questions, whereas participants in the deceptive condition showed the opposite pattern. Multilevel analysis further revealed that the deceptive condition demonstrated significantly smaller C-R pupillary response difference scores than the truthful condition. These findings suggest that pupillary responses may provide more stable discrimination when interpreted as the relative difference between comparison and relevant questions across repeated question sets rather than as responses to individual questions. Although the direction of pupillary responses partially corresponded with the actual truthfulness condition, it was not significantly associated with conventional polygraph decisions based on examiner agreement. Nevertheless, several inconclusive cases showed pupillary response patterns consistent with the actual condition, suggesting that pupillary responses may provide supplementary information when conventional polygraph interpretations remain uncertain.
Overall, pupillary responses observed during the CQT procedure appear to reflect cognitive and psychophysiological differences in the processing of comparison and relevant questions according to truthfulness. Unlike conventional polygraph measures, which primarily capture emotional arousal, pupillary responses may additionally reflect the cognitive demands associated with deception, thereby providing meaningful implications for forensic psychology. However, the present findings should not be interpreted to support pupillary responses as an independent method for deception detection. Rather, this study demonstrates the potential of pupillary responses as a quantitative supplementary psychophysiological indicator that may complement conventional polygraph examinations. Further research is needed to establish their measurement validity, procedural standardization, potential sources of error, and evidential value.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구의 목적 1
• 제2절 연구의 범위 및 방법 3
• 1. 연구의 범위 3
• 2. 연구의 방법 4
• 제2장 이론적 배경 7
• 제1절 거짓말 7
• 1. 거짓말의 개념 7
• 2. 거짓말의 인지적 과정과 인지 부하 8
• 3. 거짓말과 정서적 각성 11
• 제2절 폴리그래프 검사 12
• 1. 폴리그래프 검사의 개념과 원리 12
• 2. 비교질문검사（CQT） 14
• 3. 폴리그래프 검사의 채점과 정확도 17
• 4. 폴리그래프 검사의 증명력 19
• 제3절 동공 반응 20
• 1. 동공 반응의 조절 구조 21
• 2. 동공 반응의 LC-NE 시스템 22
• 3. 동공 반응 측정을 통한 거짓말 탐지 연구 24
• 제3장 연구 방법 26
• 제1절 연구 문제 및 가설 26
• 제2절 연구 설계 29
• 1. 실험 참가자 29
• 2. 실험 설계 29
• 3. 실험 절차 29
• 4. 측정 도구 및 방법 33
• 제3절 분석 방법 40
• 1. 폴리그래프 검사의 채점 40
• 2. 동공 반응 지표 산출 42
• 3. 2수준 다층모형 분석 45
• 4. 동공 반응 방향성 산출 47
• 5. 동공 반응 방향성의 교차분석 48
• 제4장 연구 결과 50
• 제1절 기술 통계 50
• 1. 참가자의 인구통계학적 특성 50
• 2. 동공 반응의 기술통계치 51
• 제2절 가설 검증 52
• 1. 2수준 다층모형 분석 결과 52
• 2. 동공 반응 방향성과 진실성 조건의 교차분석 결과 54
• 3. 동공 반응 방향성과 폴리그래프 결과의 교차분석 결과 56
• 제5장 결 론 59
• 참고문헌 67
• ABSTRACT 76