案件相关脑电位反应方式对提高欺骗检出率的作用①

张 昱

(南京森林警察学院，江苏南京210046)

国内外欺骗反应的ERP(event－related potential)研究，大多是通过控制刺激类型(相关刺激、无关刺激)诱发特异性ERP成分，在反应方式上多是要求被试采用固定按键来完成.考虑到一般的认知实验都要求被试尽量配合，而被试一般也会以最快最简捷方式——诚实反应，这一人在正常状态下的优先反应方式完成反应.而在犯罪心理生理检测中，嫌疑人为了掩饰自己，不可避免地故意违反任务要求，做出错误的反应.当个体实施欺骗反应时，实际上是在做非真反应(违背至少是认知上的客观事实进行按键反应).因此，解决基于外部信息的知觉事件和内部信息的记忆事件的冲突加工过程和故意说谎之间的差异就不甚明了了.从前人的犯罪认知研究、诈病研究、欺骗反应的加工过程研究中，我们发现前人的实验研究中大多采用的是固定按键的反应方式(左键——“是”，右键——“否”)被试在固定重复的刺激－欺骗反应模式下可能导致被试在此过程中没有进行冲突反应加工，而可能通过简单地颠倒反应信号来实施欺骗.如果被试缺少对冲突反应加工这一过程，就可能很难呈现出欺骗反应诱发的特异性变化.

为了保证被试在欺骗反应中对冲突反应进行加工，避免机械地按相反键来完成欺骗，本研究通过设置不同反应方式来比较被试实施欺骗反应和诚实反应时在行为数据和ERP数据上的差异，从而找出更为有效的反应方式来提高欺骗检出率.本实验并没有采用Oddball范式，采用等比例的两类刺激以排除因为刺激比率可能导致的实验效应和主效应相混淆.

1 实验方法

1.1 被 试

20名在校大学生，13男7女，平均年龄26.5岁.所有被试身心健康，右利手，视力正常或矫正后正常，均为第一次参加心理测试.

1.2 刺激材料

刺激分为两类图片:名人面孔图片和陌生面孔图片.采用数码灰阶420×560相片，表情中性、面部无明显标志，经Photoshop软件处理后达大小、明暗、对比度等一致.整个刺激序列总共分为4组(block)，即2水平(诚实和欺骗)×2因素(固定按键和指定按键)诚实回答按固定键、欺骗回答按固定键、诚实回答按指定键、欺骗回答按指定键.每个block包括名人面孔图片24张、陌生面孔图片24张，整体重复一遍，共96张，加上96个注视点，一共192个刺激串(trail).在刺激序列编排上，采用GO/NOGO范式，从而排除刺激呈现概率的干扰.对面孔图片认识的标准是被试能辨别是熟悉还是陌生，不要求必须说出姓名.刺激由Neuroscan公司STIM软件包产生，并产生实验的随机刺激序列.

1.3 实验程序及任务

被试对所呈现的图片采用真实(对刺激做出真实的回答)、说谎(对刺激做出虚假的回答)两种，对所诱发的刺激采用按固定健，鼠标左键为肯定回答，按鼠标右键为否定回答，按指定键(在每一张面孔图片的下方标有“是――否”或“否――是”的文字显示，被试根据屏幕上所显示“是”或“否”所指定(对应的)左右键位置来选择鼠标按键)两种反应方式进行选择.为了避免练习对实验主效应的干扰，练习的程度只需被试了解任务要求和按键选择即可.

每个刺激串(trial)由三部分组成，包括注视点“+”呈现200 ms、图片呈现2500 ms、对图片的反应时间3000 ms，共3200 ms组成.左、右按键的次数和“是”或“否”的按键次数，都经过配平处理.

1.4 ERP数据记录与获得

实验仪器为美国NeuroScan公司生产的ERP工作站，EEG记录采用国际10～20系统.滤波带通为0.1～40Hz，采样频率为500Hz?导，头皮电阻小于5kΩ.分析时程为－200ms到1500ms，目的在于提取和分析比较ERP并可进行基线矫正.自动矫正眨眼等伪迹，波幅大于100uV在叠加中被自动剔除.

1.5 数据分析与处理

EEG包含眨眼、眼动等伪迹时，实验中提示被试纠正，脱机处理时予以剔除，使用刺激前200ms的平均数据进行基线矫正.根据前人工作与本实验目的，选择8个电极位置记录的ERP波形用于分析:C3，C4，Fz，Pz，FC3，FC4，FCz，CPz.根据按键方式、反应方式的类型进行分类叠加，可得到对两种按键方式下两种不同反应方式的4类ERP.然后在根据实验设计，对不同类别的ERP进行分类比较.根据按键方式、反应方式的类型进行分类叠加，可得到对两种按键方式下两种不同反应方式的4类ERP.然后在根据实验设计，对不同类别的ERP进行分类比较.

2 实验结果

无论是诚实回答还是进行说谎，按指定键都要比按固定键的错误率高、反应时长.诚实回答时，指定按键比固定按键错误率要高24.2%，反应时要长454.3 ms，说谎时指定按键比固定按键错误率要高 22.9%，反应时要长 450.6ms.

2.1 诚实反应时不同任务方式的ERP比较

在进行诚实反应时，固定按键和指定按键的ERP潜伏期和波幅见表1.固定按键与指定按键在各电极上的潜伏期存在一定的差异，指定按键的潜伏期在300～400ms，而固定按键时的潜伏期在500～650ms，前者明显要比后者的潜伏期短.固定按键和指定按键对应的波幅也存在一定的差异，各电极上固定按键的波幅都大于指定按键的波幅.

表1 诚实反应状态下固定按键和指定按键的ERP潜伏期(ms)和波幅(μV)

2.2 欺骗反应中不同按键方式的ERP

在进行欺骗反应时，固定按键和指定按键的ERP潜伏期和波幅见表2.指定按键与固定按键在潜伏期上存在一定的差异，前者的潜伏期在300～400ms期间，而按固定键的潜伏期则延长到500～600ms，各自对应的波幅也存在一定的差异.

如图1所示:在同样做出欺骗反应的条件下，按固定键与按指定键相比，两者都从50～150ms期间就有小幅度的分离，但在150～240ms期间两者对应的波开始重合，随后在300～550ms之间两者开始呈现较大程度的分离，指定按键的欺骗反应表现出明显的正向性，并且与固定按键的差异较大，P300波幅明显大于固定按键.

表2 欺骗反应时固定按键和指定按键的ERP潜伏期(ms)和波幅(μV)

3 讨论

在实施欺骗反应时，指定按键对应的P300波幅、波面积均大于固定按键.自1965年Sutton发现P300以来［1］，一直是 ERP研究的重要内容.研究发现，复杂的信息加工任务也引起P300［1］.这些任务要求被试将同类的刺激归类，并要做出行动.

P300在需要对相关刺激事件进行归类时产生，其潜伏期随分类难度而变化，其幅值则由刺激重要性和出现概率决定［2］.在要求指定按键的反应方式下，被试实施对面孔图片的欺骗反应，大脑所耗费的资源可能要高于固定案件的反应方式.如果单从脑加工的复杂性上进行比较，指定按键的反应方式可能高于固定案件的反应方式.笔者推测，一般在固定按键时，被试对刺激进行加工过程可能主要包括以下四个阶段，即识别图片(第一阶段)→与脑内记忆信息进行比较匹配(第二阶段)→判断抉择(第三阶段)→按键选择(第四阶段).与按固定健相比，按指定键需要完成除固定按键的前两个阶段外，让需要在第三阶段中，被试根据自己的主观要求来抉择匹配信息后的结果.这时人通常在案件相关的图片刺激下会产生诚实反应倾向，这样可能就与犯罪嫌疑人需要掩饰案件相关问题的要求之间矛盾冲突，表现为脑加工认知结果与按键反应上的矛盾冲突［3］，特别是对于那些熟悉案件现场或只有作案人才知晓的案件相关内容，犯罪嫌疑人需要抑制潜在的诚实反应趋势，以达到掩饰自己欺骗他人的目的.最后，根据判断抉择的结果选择按键.

图1 固定按键与指定按键在欺骗反应时的ERP总平均图

当采用指定按键方式进行欺骗时，被试可能会先将判断抉择的结果暂时“留存”，大脑先根据屏幕上图片下方出现的“是”或“否”的左右位置来确定是按左键还是按右键.由于图片刺激呈现的方式是随机的，而刺激既包括案件相关的也包括案件无关的，所以被试对这些图片(案件相关、案件无关)的认知加工是在诚实和欺骗两种回答之间的频繁切换中完成的.整个过程中大脑需要对案件相关的图片实施特别“关注”，当发现图片与案件有关，那就要选择“否”，无关就选择“是”.嫌疑人在识别图片刺激与案件相关后需要对与案件相关的图片做否定的回答，只需等待显示屏下方指定键“否”是在左边还是右边，最后做出按键选择.因此，指定按键相对于固定按键来说，需要消耗更多的心理资源.

一般认为，个体完成执行加工的过程对完成与客观事实相反的欺骗反应具有重要作用.该过程可以解决各种反应倾向之间的冲突，抑制潜在的诚实反应倾向，选择和执行欺骗反应.本研究结果和以前的知觉驱动反应冲突研究结果一致，研究发现P300随任务难度的变化、反应过程的变化而变化.指定按键对于成功有效完成欺骗任务有重要的作用，因为与固定按键相比，被试需投入更多的心理资源进行执行监控，无法省去对冲突反应的加工过程.Ray Johnson Jr等［4］的研究表明:与一致性欺骗反应过程涉及的刺激串内的反应监控过程相比，个体在完成战略性监控任务时需要投入更多的心理资源，任务难度更大，要求更多.因此欺骗反应和诚实反应对应的数据变化差异更大.

4 小结

结合前人研究和本研究的结果认为，与固定按键相比，在欺骗测试中以指定按键方式进行反应，被试需投入更多的心理资源进行执行监控，无法省去对冲突反应的加工过程，被试更加难控制自己不进行冲突反应的脑加工就完成了欺骗任务.以指定按键方式进行反应使脑电位波幅变得更加大，完成欺骗脑加工更加复杂，从而保证被试在反应选择上和执行控制中完成欺骗反应，使检出欺骗发生时的脑电位特征变得进一步可行.

［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.国家重点科技攻关项目“脑电波心理测试技术”专题［R］.北京大学.2001.

［3］杨治良.实验心理学［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］刘洪广，张昱.欺骗引起脑加工冲突的反应时研究［J］.中国人民公安大学学报(自然科学版)，2008(3).