案件相關(guān)腦電位反應(yīng)方式對(duì)提高欺騙檢出率的作用①

張 昱

(南京森林警察學(xué)院，江蘇南京210046)

國(guó)內(nèi)外欺騙反應(yīng)的ERP(event－related potential)研究，大多是通過(guò)控制刺激類型(相關(guān)刺激、無(wú)關(guān)刺激)誘發(fā)特異性ERP成分，在反應(yīng)方式上多是要求被試采用固定按鍵來(lái)完成.考慮到一般的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)都要求被試盡量配合，而被試一般也會(huì)以最快最簡(jiǎn)捷方式——誠(chéng)實(shí)反應(yīng)，這一人在正常狀態(tài)下的優(yōu)先反應(yīng)方式完成反應(yīng).而在犯罪心理生理檢測(cè)中，嫌疑人為了掩飾自己，不可避免地故意違反任務(wù)要求，做出錯(cuò)誤的反應(yīng).當(dāng)個(gè)體實(shí)施欺騙反應(yīng)時(shí)，實(shí)際上是在做非真反應(yīng)(違背至少是認(rèn)知上的客觀事實(shí)進(jìn)行按鍵反應(yīng)).因此，解決基于外部信息的知覺(jué)事件和內(nèi)部信息的記憶事件的沖突加工過(guò)程和故意說(shuō)謊之間的差異就不甚明了了.從前人的犯罪認(rèn)知研究、詐病研究、欺騙反應(yīng)的加工過(guò)程研究中，我們發(fā)現(xiàn)前人的實(shí)驗(yàn)研究中大多采用的是固定按鍵的反應(yīng)方式(左鍵——“是”，右鍵——“否”)被試在固定重復(fù)的刺激－欺騙反應(yīng)模式下可能導(dǎo)致被試在此過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行沖突反應(yīng)加工，而可能通過(guò)簡(jiǎn)單地顛倒反應(yīng)信號(hào)來(lái)實(shí)施欺騙.如果被試缺少對(duì)沖突反應(yīng)加工這一過(guò)程，就可能很難呈現(xiàn)出欺騙反應(yīng)誘發(fā)的特異性變化.

為了保證被試在欺騙反應(yīng)中對(duì)沖突反應(yīng)進(jìn)行加工，避免機(jī)械地按相反鍵來(lái)完成欺騙，本研究通過(guò)設(shè)置不同反應(yīng)方式來(lái)比較被試實(shí)施欺騙反應(yīng)和誠(chéng)實(shí)反應(yīng)時(shí)在行為數(shù)據(jù)和ERP數(shù)據(jù)上的差異，從而找出更為有效的反應(yīng)方式來(lái)提高欺騙檢出率.本實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有采用Oddball范式，采用等比例的兩類刺激以排除因?yàn)榇碳け嚷士赡軐?dǎo)致的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)和主效應(yīng)相混淆.

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 被 試

20名在校大學(xué)生，13男7女，平均年齡26.5歲.所有被試身心健康，右利手，視力正?；虺C正后正常，均為第一次參加心理測(cè)試.

1.2 刺激材料

刺激分為兩類圖片:名人面孔圖片和陌生面孔圖片.采用數(shù)碼灰階420×560相片，表情中性、面部無(wú)明顯標(biāo)志，經(jīng)Photoshop軟件處理后達(dá)大小、明暗、對(duì)比度等一致.整個(gè)刺激序列總共分為4組(block)，即2水平(誠(chéng)實(shí)和欺騙)×2因素(固定按鍵和指定按鍵)誠(chéng)實(shí)回答按固定鍵、欺騙回答按固定鍵、誠(chéng)實(shí)回答按指定鍵、欺騙回答按指定鍵.每個(gè)block包括名人面孔圖片24張、陌生面孔圖片24張，整體重復(fù)一遍，共96張，加上96個(gè)注視點(diǎn)，一共192個(gè)刺激串(trail).在刺激序列編排上，采用GO/NOGO范式，從而排除刺激呈現(xiàn)概率的干擾.對(duì)面孔圖片認(rèn)識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)是被試能辨別是熟悉還是陌生，不要求必須說(shuō)出姓名.刺激由Neuroscan公司STIM軟件包產(chǎn)生，并產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)刺激序列.

1.3 實(shí)驗(yàn)程序及任務(wù)

被試對(duì)所呈現(xiàn)的圖片采用真實(shí)(對(duì)刺激做出真實(shí)的回答)、說(shuō)謊(對(duì)刺激做出虛假的回答)兩種，對(duì)所誘發(fā)的刺激采用按固定健，鼠標(biāo)左鍵為肯定回答，按鼠標(biāo)右鍵為否定回答，按指定鍵(在每一張面孔圖片的下方標(biāo)有“是――否”或“否――是”的文字顯示，被試根據(jù)屏幕上所顯示“是”或“否”所指定(對(duì)應(yīng)的)左右鍵位置來(lái)選擇鼠標(biāo)按鍵)兩種反應(yīng)方式進(jìn)行選擇.為了避免練習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)主效應(yīng)的干擾，練習(xí)的程度只需被試了解任務(wù)要求和按鍵選擇即可.

每個(gè)刺激串(trial)由三部分組成，包括注視點(diǎn)“+”呈現(xiàn)200 ms、圖片呈現(xiàn)2500 ms、對(duì)圖片的反應(yīng)時(shí)間3000 ms，共3200 ms組成.左、右按鍵的次數(shù)和“是”或“否”的按鍵次數(shù)，都經(jīng)過(guò)配平處理.

1.4 ERP數(shù)據(jù)記錄與獲得

實(shí)驗(yàn)儀器為美國(guó)NeuroScan公司生產(chǎn)的ERP工作站，EEG記錄采用國(guó)際10～20系統(tǒng).濾波帶通為0.1～40Hz，采樣頻率為500Hz?導(dǎo)，頭皮電阻小于5kΩ.分析時(shí)程為－200ms到1500ms，目的在于提取和分析比較ERP并可進(jìn)行基線矯正.自動(dòng)矯正眨眼等偽跡，波幅大于100uV在疊加中被自動(dòng)剔除.

1.5 數(shù)據(jù)分析與處理

EEG包含眨眼、眼動(dòng)等偽跡時(shí)，實(shí)驗(yàn)中提示被試糾正，脫機(jī)處理時(shí)予以剔除，使用刺激前200ms的平均數(shù)據(jù)進(jìn)行基線矯正.根據(jù)前人工作與本實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，選擇8個(gè)電極位置記錄的ERP波形用于分析:C3，C4，F(xiàn)z，Pz，F(xiàn)C3，F(xiàn)C4，F(xiàn)Cz，CPz.根據(jù)按鍵方式、反應(yīng)方式的類型進(jìn)行分類疊加，可得到對(duì)兩種按鍵方式下兩種不同反應(yīng)方式的4類ERP.然后在根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)不同類別的ERP進(jìn)行分類比較.根據(jù)按鍵方式、反應(yīng)方式的類型進(jìn)行分類疊加，可得到對(duì)兩種按鍵方式下兩種不同反應(yīng)方式的4類ERP.然后在根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)不同類別的ERP進(jìn)行分類比較.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

無(wú)論是誠(chéng)實(shí)回答還是進(jìn)行說(shuō)謊，按指定鍵都要比按固定鍵的錯(cuò)誤率高、反應(yīng)時(shí)長(zhǎng).誠(chéng)實(shí)回答時(shí)，指定按鍵比固定按鍵錯(cuò)誤率要高24.2%，反應(yīng)時(shí)要長(zhǎng)454.3 ms，說(shuō)謊時(shí)指定按鍵比固定按鍵錯(cuò)誤率要高 22.9%，反應(yīng)時(shí)要長(zhǎng) 450.6ms.

2.1 誠(chéng)實(shí)反應(yīng)時(shí)不同任務(wù)方式的ERP比較

在進(jìn)行誠(chéng)實(shí)反應(yīng)時(shí)，固定按鍵和指定按鍵的ERP潛伏期和波幅見(jiàn)表1.固定按鍵與指定按鍵在各電極上的潛伏期存在一定的差異，指定按鍵的潛伏期在300～400ms，而固定按鍵時(shí)的潛伏期在500～650ms，前者明顯要比后者的潛伏期短.固定按鍵和指定按鍵對(duì)應(yīng)的波幅也存在一定的差異，各電極上固定按鍵的波幅都大于指定按鍵的波幅.

表1 誠(chéng)實(shí)反應(yīng)狀態(tài)下固定按鍵和指定按鍵的ERP潛伏期(ms)和波幅(μV)

2.2 欺騙反應(yīng)中不同按鍵方式的ERP

在進(jìn)行欺騙反應(yīng)時(shí)，固定按鍵和指定按鍵的ERP潛伏期和波幅見(jiàn)表2.指定按鍵與固定按鍵在潛伏期上存在一定的差異，前者的潛伏期在300～400ms期間，而按固定鍵的潛伏期則延長(zhǎng)到500～600ms，各自對(duì)應(yīng)的波幅也存在一定的差異.

如圖1所示:在同樣做出欺騙反應(yīng)的條件下，按固定鍵與按指定鍵相比，兩者都從50～150ms期間就有小幅度的分離，但在150～240ms期間兩者對(duì)應(yīng)的波開(kāi)始重合，隨后在300～550ms之間兩者開(kāi)始呈現(xiàn)較大程度的分離，指定按鍵的欺騙反應(yīng)表現(xiàn)出明顯的正向性，并且與固定按鍵的差異較大，P300波幅明顯大于固定按鍵.

表2 欺騙反應(yīng)時(shí)固定按鍵和指定按鍵的ERP潛伏期(ms)和波幅(μV)

3 討論

在實(shí)施欺騙反應(yīng)時(shí)，指定按鍵對(duì)應(yīng)的P300波幅、波面積均大于固定按鍵.自1965年Sutton發(fā)現(xiàn)P300以來(lái)［1］，一直是 ERP研究的重要內(nèi)容.研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜的信息加工任務(wù)也引起P300［1］.這些任務(wù)要求被試將同類的刺激歸類，并要做出行動(dòng).

P300在需要對(duì)相關(guān)刺激事件進(jìn)行歸類時(shí)產(chǎn)生，其潛伏期隨分類難度而變化，其幅值則由刺激重要性和出現(xiàn)概率決定［2］.在要求指定按鍵的反應(yīng)方式下，被試實(shí)施對(duì)面孔圖片的欺騙反應(yīng)，大腦所耗費(fèi)的資源可能要高于固定案件的反應(yīng)方式.如果單從腦加工的復(fù)雜性上進(jìn)行比較，指定按鍵的反應(yīng)方式可能高于固定案件的反應(yīng)方式.筆者推測(cè)，一般在固定按鍵時(shí)，被試對(duì)刺激進(jìn)行加工過(guò)程可能主要包括以下四個(gè)階段，即識(shí)別圖片(第一階段)→與腦內(nèi)記憶信息進(jìn)行比較匹配(第二階段)→判斷抉擇(第三階段)→按鍵選擇(第四階段).與按固定健相比，按指定鍵需要完成除固定按鍵的前兩個(gè)階段外，讓需要在第三階段中，被試根據(jù)自己的主觀要求來(lái)抉擇匹配信息后的結(jié)果.這時(shí)人通常在案件相關(guān)的圖片刺激下會(huì)產(chǎn)生誠(chéng)實(shí)反應(yīng)傾向，這樣可能就與犯罪嫌疑人需要掩飾案件相關(guān)問(wèn)題的要求之間矛盾沖突，表現(xiàn)為腦加工認(rèn)知結(jié)果與按鍵反應(yīng)上的矛盾沖突［3］，特別是對(duì)于那些熟悉案件現(xiàn)場(chǎng)或只有作案人才知曉的案件相關(guān)內(nèi)容，犯罪嫌疑人需要抑制潛在的誠(chéng)實(shí)反應(yīng)趨勢(shì)，以達(dá)到掩飾自己欺騙他人的目的.最后，根據(jù)判斷抉擇的結(jié)果選擇按鍵.

圖1 固定按鍵與指定按鍵在欺騙反應(yīng)時(shí)的ERP總平均圖

當(dāng)采用指定按鍵方式進(jìn)行欺騙時(shí)，被試可能會(huì)先將判斷抉擇的結(jié)果暫時(shí)“留存”，大腦先根據(jù)屏幕上圖片下方出現(xiàn)的“是”或“否”的左右位置來(lái)確定是按左鍵還是按右鍵.由于圖片刺激呈現(xiàn)的方式是隨機(jī)的，而刺激既包括案件相關(guān)的也包括案件無(wú)關(guān)的，所以被試對(duì)這些圖片(案件相關(guān)、案件無(wú)關(guān))的認(rèn)知加工是在誠(chéng)實(shí)和欺騙兩種回答之間的頻繁切換中完成的.整個(gè)過(guò)程中大腦需要對(duì)案件相關(guān)的圖片實(shí)施特別“關(guān)注”，當(dāng)發(fā)現(xiàn)圖片與案件有關(guān)，那就要選擇“否”，無(wú)關(guān)就選擇“是”.嫌疑人在識(shí)別圖片刺激與案件相關(guān)后需要對(duì)與案件相關(guān)的圖片做否定的回答，只需等待顯示屏下方指定鍵“否”是在左邊還是右邊，最后做出按鍵選擇.因此，指定按鍵相對(duì)于固定按鍵來(lái)說(shuō)，需要消耗更多的心理資源.

一般認(rèn)為，個(gè)體完成執(zhí)行加工的過(guò)程對(duì)完成與客觀事實(shí)相反的欺騙反應(yīng)具有重要作用.該過(guò)程可以解決各種反應(yīng)傾向之間的沖突，抑制潛在的誠(chéng)實(shí)反應(yīng)傾向，選擇和執(zhí)行欺騙反應(yīng).本研究結(jié)果和以前的知覺(jué)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)沖突研究結(jié)果一致，研究發(fā)現(xiàn)P300隨任務(wù)難度的變化、反應(yīng)過(guò)程的變化而變化.指定按鍵對(duì)于成功有效完成欺騙任務(wù)有重要的作用，因?yàn)榕c固定按鍵相比，被試需投入更多的心理資源進(jìn)行執(zhí)行監(jiān)控，無(wú)法省去對(duì)沖突反應(yīng)的加工過(guò)程.Ray Johnson Jr等［4］的研究表明:與一致性欺騙反應(yīng)過(guò)程涉及的刺激串內(nèi)的反應(yīng)監(jiān)控過(guò)程相比，個(gè)體在完成戰(zhàn)略性監(jiān)控任務(wù)時(shí)需要投入更多的心理資源，任務(wù)難度更大，要求更多.因此欺騙反應(yīng)和誠(chéng)實(shí)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)變化差異更大.

4 小結(jié)

結(jié)合前人研究和本研究的結(jié)果認(rèn)為，與固定按鍵相比，在欺騙測(cè)試中以指定按鍵方式進(jìn)行反應(yīng)，被試需投入更多的心理資源進(jìn)行執(zhí)行監(jiān)控，無(wú)法省去對(duì)沖突反應(yīng)的加工過(guò)程，被試更加難控制自己不進(jìn)行沖突反應(yīng)的腦加工就完成了欺騙任務(wù).以指定按鍵方式進(jìn)行反應(yīng)使腦電位波幅變得更加大，完成欺騙腦加工更加復(fù)雜，從而保證被試在反應(yīng)選擇上和執(zhí)行控制中完成欺騙反應(yīng)，使檢出欺騙發(fā)生時(shí)的腦電位特征變得進(jìn)一步可行.

［1］Ruchkin DS，Johnson Jr R ，Grafman J，et al.Distinctions and Similarities amongWorking Memory Processes:an Event－Related Potential Study［J］.Cognitive Brain Research，1992(1):53－66.

［2］沈政.國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“腦電波心理測(cè)試技術(shù)”專題［R］.北京大學(xué).2001.

［3］楊治良.實(shí)驗(yàn)心理學(xué)［M］.上海:浙江教育出版社，1998.105－139.

［4］Ray Johnson Jr，Jack Barnhardt，John Zhu.The Deceptive Response:Effects of Response Conflict and Strategic Monitoring on the Late Position Componentand Episodic Memory－Related Activity［J］.Biological Psychology ，2003(64):217 － 253.

［5］劉洪廣，張昱.欺騙引起腦加工沖突的反應(yīng)時(shí)研究［J］.中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008(3).