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本研究采用隐瞒信息测试(Concealed Information Test,CIT)模式,使用多通道事件相关电位(Event Related Potential,ERP)技术,对人类大脑在不同刺激下各脑区域的活动情况和活跃程度进行对比,从神经电生理学层面揭示CIT模式隐瞒信息状态下视觉刺激人类大脑认知过程脑功能区及其电位变化特征。此外,将ERP隐瞒信息检测正确率与采用犯罪知情测试(Guilty Knowledge Test,GKT)模式,使用相近似刺激方式的多道仪测试结果进行对比,证实ERP技术,尤其是P300在测谎领域中的实际应用价值。
材料与方法:
30名被试,均为右利手,且身体健康。随机将其分成ERP测试组17人,多道仪测试组13人。
ERP组采用参考犯罪知情测试GKT模式卡牌模式的CIT模式,使用的是扑克牌。有靶刺激、探测刺激、无关刺激和中立刺激。中立刺激不参与统计分析。刺激呈现采用视觉模式。要求被试对探测刺激说谎回答,即隐瞒知晓信息。靶刺激牌和探测刺激牌固定为“梅花4”和“方块9”,其他刺激牌为余下牌中随机。整个测试共150个刺激,靶刺激、探测刺激各30个,无关刺激60个,中立刺激30个。测试开始前被试从10个装有“梅花4”的信封和10个装有“方块9”的信封中各抽取一个获得靶刺激牌和探测刺激牌,并对这两张牌加深记忆。当被试完全记住这两张牌后,先完成一个简化的模拟测试,在熟悉测试过程后进行正式测试。仪器采集的是Fp1、Fp2、F7、F3、Fz、F4、F8、FC1、FC2、FC5、FC6、T7、 C3、 Cz、C4、T8、CP1、CP2、CP5、CP6、P7、P3、Pz、P4、P8、POz、O1、Oz、O2共29个通道脑电信号以及垂直眼电(VEOG)信号。
多道仪组采用的是与ERP组相似的GKT卡牌模式,包括关键项牌、无关项牌和中立项牌。中立项不参与统计分析。测试问题采用视觉模式,要求被试对关键项说谎回答,即隐瞒知晓信息。整个测试共有19个测试问题,其中关键项3个、无关项12个、中立项4个。关键项固定为“方块9”,其他测试问题牌为余下牌中随机。测试开始前被从10个均装有“方块9”的信封中抽取一个获得关键项牌,并对该牌加深记忆。当被试完全记住关键项牌后,先完成一个简化的模拟测试,在熟悉测试过程后进行正式测试。仪器记录的是呼吸、脉搏血压和皮电图谱,对于图谱进行人工评读。
实验结果:
ERP组靶刺激、探测刺激和无关刺激平均按键反应错误率:0.41%、0.37%和0.19%;平均按键反应时间:775ms、774ms和720ms。靶刺激、探测刺激这两种刺激的按键反应时间与无关刺激按键反应时间有统计学差异,靶刺激按键反应时间和探测刺激间按键反应时间之间无统计学差异。
刺激呈现后0~1000ms范围内,进行连续50ms时间窗口ERP平均波幅值测量。结合各通道ERP总平均波形和脑电分布图,三种刺激诱发ERP各通道平均波幅值在0~250ms普遍呈增强趋势;250~300ms一过性降低;300~400ms再次增强;400~700ms达到最强;700~850ms再次降低;850ms之后恢复静息状态。300~850ms是P300的所在时间范围。
三种刺激诱发ERP波形的差异主要表现为:靶刺激、探测刺激这两种刺激诱发ERP波形均与无关刺激诱发ERP波形之间存在明显统计学差异;靶刺激诱发ERP波形和探测刺激诱发ERP之间差异不大。探测刺激和无关刺激诱发ERP波形的差异时间段主要集中在P300所在范围内。
探测刺激和无关刺激诱发P300峰潜伏期,主要集中在400~700ms。此两种刺激诱发P300峰潜伏期有统计学差异的通道有4个,P值均介于0.01到0.05之间。此两种刺激诱发P300在400~700ms时间窗口内平均波幅值有统计学差异的通道有19个:Fp2、F3、Fz、FC1、FC2、C3、C4、CP5、CP1、CP2、CP6、P7、P3、 Pz、 P4、 POz、 O1、 Oz、 O2。
基于29通道探测刺激和无关刺激诱发P300在400~700ms时间窗口平均波幅值,对ERP组17名被试进行Fisher判别,判断结论“正确”的有16人,“漏报”的有1人,即ERP技术隐瞒信息检测正确率为94.12%。
多道仪组13名被试中判断结论“正确”的有9人,另外4人判断结论为“漏报”,即多道仪技术隐瞒信息检测正确率为69.23%。
结论:
1、隐瞒知晓信息相对于无关信息,大脑活动过程更复杂,所涉及脑区域(右前额部、上额部、中央部、顶部、颞后部)脑电活动更明显。
2、隐瞒知晓信息是一个由多个脑功能皮质共同完成的复杂过程,可能与诚实反应抑制有密切关系,同时还涉及到情感和认知加工以及对记忆的提取。特异性相关脑功能皮质可能包括:额叶前部和上部皮质、ACC,以及缘上回。
3、CIT模式隐瞒信息状态下视觉刺激人类大脑认知过程脑功能区及其电位变化特征:①视觉皮质、缘上回和额叶皮质激活:视觉刺激被捕获,并进行记忆提取和认知分析;②枕叶保持激活状态:再次确认视觉刺激;③缘上回和额叶皮质再次激活:进一步提取记忆和认知分析;④缘上回、额叶皮质保持高度兴奋,躯体感觉和运动皮质激活:记忆提取和认知分析整合达到高峰,并准备执行任务反应;⑤颞叶缘上回保持相对活跃:整合新记忆;⑥各皮质恢复静息状态:接受刺激和任务反应结束。
4、使用相类似的实验模式,通过多道仪技术和ERP技术对隐瞒信息检测正确率对比,证实ERP技术的隐瞒信息检测正确率要明显优于多道仪技术,可用于测谎。