В качестве основного информативного признака в классическом ассоциативном эксперименте выступало латентное время ответа испытуемого (время с момента предъявления стимула до момента вербальной реакции обследуемого), которое при реагировании на стимулы, непосредственно связанные с событием преступления, должно отличаться от латентного периода реакций на не связанные с событием стимулы.
Таким образом, процедура ассоциативного эксперимента применительно к расследованию преступления состояла в том, что подозреваемому называли слова-стимулы, на которые он должен был отвечать первым пришедшим ему в голову словом, причем отвечать как можно быстрее.
Специфичность реакций человека, знакомого (и скрывающего это) с обстоятельствами расследуемого дела, выражалась, во-первых, в необычном характере ассоциативного ответа на предъявленное слово-раздражитель (прямое реагирование словами, относящимися к делу, а также совершенно бессмысленные ответы или простое повторение стимула и т. д.) и, во-вторых, в увеличении латентного времени ассоциативной реакции на критические стимулы.
Дальнейшее развитие технологии полиграфных проверок связано с анализом динамики процесса дыхания (изменения частоты и глубины), который в 1914 г. итальянец Витторио Бенусси использовал при проведении допросов подозреваемых в совершении преступлений. Он использовал пневмограф для регистрации дыхания при расследовании преступлений. Информативными признаками служили частота и глубина дыхания. Бенусси определял ложь и правдивость, используя соотношение продолжительности вдоха и выдоха. В ходе исследования В. Бенусси пришел к заключению о том, что значение соотношения (продолжительность вдоха, разделенная на продолжительность выдоха) было больше до того, как обследуемый отвечал на вопросы правдиво, чем после; с другой стороны, значение данного соотношения было больше после неправдивого ответа, чем до него.
В это же время в Институте психологии Гарвардского университета (США) начал свои изыскания в области инструментальной детекции лжи американский психолог Уильям Марстон (1893–1947). Осуществленная им полиграфная проверка была впервые принята в 1923 г. в американском суде в качестве доказательства. Кстати, он же ввел в оборот термин детекция лжи.
Во время Первой мировой войны (1914 г.) Марстон с группой психологов активно работали в специальном отделе Министерства обороны США, используя метод инструментальной детекции лжи в рамках борьбы с германским шпионажем.