Теоретически ассоциативный метод «диагностики состава преступления» базировался на том постулате, что определенное событие в жизни человека оставляет в его памяти тем более прочный след, чем более аффективно окрашенным оно явилось.

Более информативный операционально-ассоциативный метод представлял собой процедуру, при которой от обследуемого требовалось как можно быстрее нажимать на механический ключ, связанный с секундомером, в тот момент, когда под воздействием предъявленного стимула (слова) у него в сознании возникала какая-либо ассоциация (отличная от прямого значения слова-стимула).

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.

Так, в 1917 г. при расследовании хищения чрезвычайно важных секретных документов из сейфа одного американского высокопоставленного военного У. Марстону удалось выявить похитителя, протестировав 70 подозреваемых. Принятое У. Марстоном решение оказалось верным. И похититель документов, которого служба наружного наблюдения взяла под контроль, вскоре был задержан с поличным в момент передачи секретной документации агенту Германии.

Впоследствии полиграфные проверки стали входить в практику американской криминальной полиции.

В 1921 г. студент-медик и внештатный сотрудник полиции штата Калифорния Джон Ларсон сконструировал первый прообраз современного профессионального полиграфа. Аппарат Ларсона одновременно регистрировал изменения динамики относительного артериального давления, пульса и дыхания. Также Ларсон первым среди полицейских начал систематически применять тест выявления лжи при помощи артериального давления. Проверки на детекторе лжи постепенно стали применяться полицейскими подразделениями ряда штатов США.

Наряду с полиграфом Дж. Ларсон использовал тест – научную процедуру, разработанную в 1915 г. доктором У. Марстоном и применявшуюся им в различных расследованиях. Дж. Ларсон модифицировал процедуру У. Марстона и применял под названием «релевантная/иррелевантная процедура», которая заключалась в задавании вопросов, относящихся и не относящихся к расследуемому преступлению.

В 1933 г. ученик Ларсона Лэнард Килер (в то время сотрудник лаборатории научных методов раскрытия преступлений при Северо-Западном Университете) сконструировал профессиональный полевой полиграф, который был специально предназначен для целей детекции лжи, и добавил еще один компонент к своему полиграфу – психогальванометр – устройство для измерения изменении в сопротивлении кожи (кожно-гальванической реакции).

Килер разработал первую модель профессионального полиграфа, организовал его серийный выпуск, открыл первую в США специальную школу по подготовке полиграфологов, а также первым начал проводить коммерческие проверки на полиграфе в системе отбора персонала и служебных разбирательств.

Во второй половине 1930-х гг. созданные в США детекторы лжи и технология их применения впервые начинают экспортироваться за рубеж. В Польше полиграф появляется в 1936 г., в Китае – в начале 1940-х гг.

Япония самостоятельно проводила начатые в 1920-х гг. исследования аппаратурного метода детекции лжи: психологи Акамацу и Тогава изучали диагностические возможности изменений электрических свойств кожи (так называемый кожно-гальванической рефлекс). В 1937 г. японские ученые сообщили о создании своего детектора лжи.