事件相关电位(ERP)在侦查实践中的应用初探

顾红梅

(北京警察学院， 北京 102202)

事件相关电位(ERP)在侦查实践中的应用初探

顾红梅

(北京警察学院， 北京 102202)

事件相关电位(ERP)的研究属于生理心理学范畴，它是以人的心理因素为自变量，以生理指标的变化为因变量，在严格的实验程序下，测试和提取生理指标数据，对其加以统计和分析，是目前研究人类脑的高级功能重要途径之一。在侦查实践中，运用科学的方法研究犯罪人的行为特征、心理现象或者心理过程，无疑对打击和预防犯罪提供了更加科学的依据，也为心理学的实证研究提供了有效途径。相对传统心理测试技术而言，事件相关电位(ERP)对于个体的测试的结果分析更具有客观性和科学性。因此，利用ERP的P300波进行谎言研究是实验心理学和行为科学研究质的突破。由于受心理学基础研究成果、犯罪个体的特殊性等因素的制约，ERP在侦查实践中的应用具有一定的局限性。

事件相关电位(ERP)； 侦查实践； 谎言研究； 行为科学

0 引言

现代心理学研究表明：研究人的行为特征、心理现象或者心理过程，研究者使用科学的方法和保持客观的立场是保证研究成果价值至关重要的因素。犯罪是一种社会现象，伴随着人类社会对犯罪打击和预防的研究，越来越多的高科技研究成果被应用到案件中，案件侦破的方法和对罪犯的各种犯罪因素剖析手段途径日益丰富。在侦查实践中，运用科学的方法研究犯罪人的行为特征、心理现象或者心理过程，无疑对打击和预防犯罪提供了更加客观的途径。从1921年美国身为心理学家的警官拉森使用生理心理检测设备*此处生理心理检测设备是统称，一些资料称作“心理测试仪”、“测谎仪”、“多通道生理心理记录仪”等。成功破获加利福尼亚州伯克利市警察局一宗案件，到目前各种生理心理检测设备被世界各地警方广泛应用于侦查实践中，中国也不例外，这是运用高科技手段到侦查中很好的例证。

随着研究的不断深入，对人类大脑的工作原理研究，尤其是高级功能例如思维等的研究，一直受到实验途径、科学技术水平发展的制约，使得受大脑支配的心理现象和心理过程的研究难以有大的突破，这种现象一直到EEG(脑电图)的出现。为了获得心理性脑电波，国内外各个领域的科学家做了大量的实验性探索研究，直到20世纪50年代后，随着计算机技术在各领域的广泛应用以及神经电生理技术的发展，计算机用于复杂的脑电成分的分析后，发现了脑电波不单纯是物理性成分，既有物理性也有心理性成分，因此，ERP的出现为研究人类大脑认知活动过程提供了新的研究途径。研究者很快发现了人类ERP中的特定波群与谎言之间有一定的关联，这对于研究犯罪行为提供了新的尝试。

1 ERP在侦查实践中应用的理论基础

Vaughau于1969年首次提出此概念。ERP(Event-Related Brain Potentials)，中文译作事件相关电位，是从EEG(脑电图)中经过计算机技术提取获得的认知脑电位，为一个与实际刺激或者预期刺激有固定时间关系的脑反应变化。它间接反映了人在认知过程中大脑的神经电生理变化，又被称为认知电位，也就是指当人们对特定刺激进行认知加工时，从头颅表面记录到的脑电位，可以反映认知过程中大脑的神经电生理变化,也被称认知电位。

1.1 ERP与EP的关系

ERP是一种特殊的诱发脑电位。诱发电位(Evoked Potentials，EPs)，也称诱发反应(Evoked Response)，是指给予神经系统(从感受器到大脑皮层)特定的刺激，或使大脑对刺激(正性或负性)的信息进行加工，在该系统和脑的相应部位产生的可以检出的、与刺激有相对固定时间间隔(锁时关系)和特定位相的生物电反应。诱发电位应具备的特征：①电位对应大脑特定的部位；②有其特定的波形和电位分布；③诱发电位的潜伏期与刺激之间有较严格的锁时关系，在给予刺激时几乎立即或在一定时间内瞬时出现。ERP与普通诱发电位不同的是：①要求测试对象一般是清醒状态下的*在犯罪心理测试技术中，清醒的测试对象对任何一种心理测试技术都是基本要求，也是保证测试对象测试结果客观的最基本条件，从另一个角度而言，说明ERP的实验要求更为严谨、科学和客观。；②靶刺激不是单一的重复的闪光和短声刺激，而至少有两种或两种以上的刺激编成刺激序列，可以是视、听、数字、语言、图像等刺激信号*传统犯罪心理测试的刺激源主要是依据案发现场编制的测试题目，主要是语言刺激，对测试对象而言，具有一定局限性。；③成分包括易受刺激物理特性影响的外源性成分外和不受物理特性影响的内源性成分；④内源性成分和认知过程密切相关。因此，依据案发现场获取的案件信息资料可以以语言、图片或者视听资料作为刺激信号呈现给被测试对象，诱发其产生特定的生物电反应，与刺激信号呈现特定关联心理生理关联。

1.2 ERP主要成分波

主要成分包括P1、N1、P2、N2、P3(见图示)。其中前3种称为外源性(生理性)成分，受到刺激物理特性影响；而后两种称为内源性(心理性)成分，与认知功能(心理性)有关，其他还有CNV、BSP、MMN等成分。这几种成分的主要特点：首先不仅仅是大脑某一单纯生理活动的体现，而且个体反映了心理活动的某些方面；其次，各种波的引出必须要有严格的刺激安排，而且是两个以上的刺激或者是刺激的变化。

图1 ERP波形

与侦查实践中的“谎言”检测密切相关的是P300波，就是图中的P3波。

1.3 ERP在实验心理学领域的研究应用

ERP大量的研究主要和医学有关，主要用于测试认知功能损害的病人或者评估病人高级脑功能。ERP还有一个重要的研究领域是航天脑科学的研究，主要研究包括：航天飞行过程中，失重状态下航天员的感知觉变化和由于执行特殊任务的心理状态的变化，一般是在实验室采取模拟失重的方法研究人的脑功能特点，研究主要是为了更好地选拔适合太空飞行的特殊人才，使得高度发达的大脑和先进的航天技术更匹配，在航天特殊环境中充分发挥作用。

1.4 ERP成分中与谎言研究密切相关的P300波的发现

事件相关电位(ERP)作为可以反映大脑高级思维活动的一种客观方法在研究认知功能中得到广泛的应用,而作为其内源形成分的P300是ERP中最典型、最常用的成分和认知过程密切相关，被视为“窥视”心理活动的一个窗口，并认为它是脑研究的一种新型手段。P300波是晚成分中的第三个波系，含有多个子成分，是在指人的大脑在受到外界刺激后300 ms左右出现的正波，所以被称作P300波系，是Sutton等1965年发现，是一个与心理因素相关的内源性成分。P300成分成为反映认知功能的重要指针,能够反映大脑在注意、记忆等方面的认知功能。目前,P300波最具应用价值,已经形成了独特的技术和理论体系,而且P300波的潜伏期对大脑编码、分类、识别刺激事件的速度有提示作用，其还有一个最重要的特点也是优势：即只有在测试对象识别目标刺激并且主动状态下才能产生此波*事实上，在传统的利用皮肤电、呼吸等传感器测试案件中，部分测试对象的部分显著性差异的图谱与测试题目并没有关系，是由于掺杂了其他复杂的因素导致的图谱的改变，在这一点上，ERP的数据分析优势明显。，P300波系的广泛应用研究前景于人类谎言的研究有着直接的关系。国内外学者通过大量的实验证明，被测试者所观察到的刺激物与被试自身的利害以及被试看到刺激物的情绪反应在关系P300波上有所反映，并且实验证明，这些反映变化，被测试对象是无法控制的，在传统多通道传感测试系统中，会出现测试图谱假阳性，甚至有一部分被测试对象的测试图谱是测试者控制测试后的结果，导致测试结论的准确性受到质疑，因此说，利用ERP的P300波进行谎言研究是一实验心理学研究质的突破。

2 证据视野下的ERP在侦查实践中测试程序

2.1 测试程序即ERP在侦查实践运用中的信度问题

无论作为一种案件审查判断的手段，还是作为判断测试对象与案件是否存在认知关联，为了保证实验的信度和效度，ERP在测试程序上必须符合实验心理学的实验研究要求。ERP在侦查实践中测试程序，主要包括的环节：一是关于实验设计和指导语，ERP在实验室条件下，设计的作业水平必须符合测试对象的认知水平，否则很难评价ERP波成分与靶刺激的关系，在侦查实践中，案件和测试对象是固定的，这需要实验者评估测试条件和进行实验设计。二是关于测试对象。ERP对测试对象的要求相比传统心理测试技术中的被测者要更为苛刻，包括年龄、性别、身心状态、智力水平等，因此在实践中，很多嫌疑人不符合测试条件。三是刺激程序，包括刺激分类、刺激序列和实验模式的选择，Oddball模式是较为常用的模式之一。四是关于实验设备的选择。五是对实验数据的统计分析，包括各种数值和波形，是结果的讨论。六是结论。只有建立在数据的可靠采集、测试结果的客观分析的基础上，结论才具有研究价值，才具有说服力。

2.2 测试结果即ERP在侦查实践运用中的效度问题

在司法实践中，研究者关注的是ERP的实验数据结果统计分析，办案人员关注的是测试对象是否是涉案者，如果测试对象与案件信息高度相关，办案人员会关注是否可以作为证据开展下一步的侦查工作。事实上，心理实验的测试结果是否可以作为诉讼证据使用问题，法学界一直存在争议，本文认同中国政法大学卞建林教授的观点。卞建林教授在接受央视采访时说：“心理测试不是直接证明案件事实，它是属于对案件审查判断的手段，不是定罪的证据”。从多年的实战看，犯罪心理测试技术还有许多亟需解决的理论问题，不能因为它在一些案件上发挥的巨大作用而夸大其价值。从编制的测试题目看，心理测试技术是在判断题目信息与测试对象之间的关联性，尽管题目信息包含有大量的证据信息。

3 ERP在侦查实践中应用的局限性

大量与侦查实践相关的行为科学研究成果表明：无论使用何种实验检测被测试个体*主要包括嫌疑对象和犯罪嫌疑人。与案事件的关联度，被测试个体的身心状态和水平对测试结果都有一定的影响，个别影响具有显著性差异的统计学意义，因此在侦查实践应用中，自变量的控制是至关重要的，相对于其他测试手段，ERP在侦查实践中使用条件更为严格。

3.1 参与者的状态对实验的影响

《心理学大辞典》(林崇德等主编，2003)对心理状态的描述是心理现象的一种。人在某一特定时期内，心理活动形成的比较稳定的特点。介于心理过程与心理特征之间，是两者的统一。一般表现为心境、激情、注意力集中等。心理活动都是在一定的心理状态中进行。诸如个体在特定时间里心理活动是主动积极的还是消极被动的，是反应灵敏的还是迟钝的，等等。由于个体心理过程都是在一定心理状态的背景中进行，个体心理状态的不同，可能使其心理活动表现出很大的差异性，如在心理测试中被测试对象表现出的情绪兴奋或者低落、注意力极度集中或者很涣散、言语滔滔不绝或者沉默寡言等。事件相关电位检测过程中一般要求被试者主动参与，因而被试者的觉醒状态、注意力是否集中皆可影响结果。

研究表明心理过程始终在不断发生变化，个性心理特征相对比较稳定，心理状态则既有暂时性、又有稳固性的特点，是心理过程与个性心理特征统一的表现。学界研究普遍认为个体心理状态是个体独有心理过程的结合、统一，是其综合的心理现象之一，但同时又表现出其个性特征，反映出个体的个性心理特征，这在心理测试中可以得到印证。

从个体心理状态的研究视角看，侦查实践中的测试对象与实验室的测试对象其心理活动显然有着本质的差异，前者由于涉及到案件的关联程度，其心理活动应该是更为高度复杂，测试对象潜在的认知策略和心理状态或许会成为变量，对实验造成一定的影响。

3.2 实验对象年龄的影响

人的心理发展变化存在着很大的个体差异，不同的人心理功能的发展速度，达到最高水平以及开始衰退的年龄都有所不同，年龄差异是指心理功能随年龄变化的总体趋势。心理学实验中，个体的年龄对反应时间的影响有不少研究，都得到相似的结果。因此，在各类心理学实验中，被测试对象的年龄都是严格控制的一个实验条件。同时大量的实验证明，年龄和个体差异还有交互作用。在对诸多的案件进行犯罪心理测试中，已经非常明确能够证实，年龄对刺激反应的差异性。对老年人测试，同样60岁的知识分子和较低文化者其对测试题目(刺激变量)反应时存在着明显差异，由于缺乏更多的研究数据，因此，无法界定可以接受心理测试的被测试者合适的年龄范围，通常考虑人的身心发展规律和测试的效度问题，大多测试对象界定在18～65岁之间，对于不考虑测试年龄的主测人员，本文的观点是持谨慎态度*司法实践中，有一部分的主测试人员，认为测试对象只要能够听清楚测试题目，就可以对其进行测试，不用考虑测试者的年龄，本文的作者不认同该观点。。考虑到年龄的影响，在课题《事件相关电位(ERP)在模拟盗窃案件测试中的实验室效度研究》中，所选择的测试对象的年龄控制在21～22岁。ERP实验室研究与侦查实践的运用区别之一是实验室研究可以控制实验条件，可以选择刺激目标，侦查实战的案例中，测试对象是不特定的，案件的内容是不特定的，刺激目标也因案件不同而必然不同。实验室研究证实，P300具有显著的年龄相关变化。

3.3 事件相关电位的高时间分辨率

事件相关电位具有高时间分辨率的特点，使其在揭示认知的时间过程方面极具优势，能够较为精准反映个体认知的动态过程。该方法目前已经成为研究脑认知活动的重要手段，但是在逐渐深入研究的过程中，由于实验条件和方法的改进，以及不断取得的成果，各种结论也在被研究者的新发现不断修正完善。学界公认P300是较早发现的内源性事件相关电位成分，主要与人在从事某一任务时的认知活动如注意、识别、及工作记忆有关。P300可能代表期待的感觉信息得到确认和知觉任务的结束，但是，也有观点认为P300反映的是测试个体对刺激目标的评价和分类所需要的时间，有的实验证实P300可以长达700ms；并且研究证实P300的脑内源不止一个，而是与多种认知加工有关。因此，研究者在探索个体认知的过程中，P300波系的潜伏期长短是实验个体对对刺激物评价或归类所需要的时间，随刺激作业难度的增加而延长，而波幅反映了心理负荷的量，即被试投入到任务中的脑力资源的多少，作业难度加大的结果是波幅降低，潜伏期延长。事实上，还是无法确定个体哪一种或哪几种心理因素参与了认知评价或者归类。在侦查实践中，依据案件确定了刺激物，通过简单的测试题目或者测试图片使测试诱发个体产生P300波，但在实施过程中，刺激变量对单独个体而言，主测者是无法针对个体确定作业难度，尤其是同一案件的不同实验对象，传统的心理测试系统采集的大量实测案件的数据已经表明这个结果*此处的传统测试仪器主要指传感器为皮肤电、呼吸、脉搏等为主的测试设备。为了保证测试题目的公正性，对同一个案件，无论多少测试对象，为保障客观公正测试题目基本保持一致。，因此，评判刺激物与个体的关联度也还是有一定的局限性。

还有其他一些因素，诸如个别应用于中枢神经系统的药物也对ERP的一些成分有影响，这些影响的不确定性对侦查实践中的测试结果也会产生不确定性。另外，由于被试者只有识别靶刺激并作出反应才能诱发出ERP成分，因此，作业难度对测试结果也有影响。从侦查实践案件测试的角度看，一个案件的所有被测试对象，靶刺激是一致的，无法因为个体而改变难易程度，这也是一个局限性。

4 结语

综上所述，在ERP基础研究成果上，进一步在侦查实战中有效开展应用研究，不仅提升警务实战的科学化水平，为获取案件的真实信息提供了科学依据，也从实践应用的角度丰富了ERP实验室研究成果。

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(责任编辑 陈小明)

北京警察学院院级重点科研课题(2016KZD04)“事件相关电位(ERP)在模拟盗窃案件测试中的实验室效度研究”的阶段性成果。

顾红梅(1972—)，女，安徽亳州人，侦查系副主任，副教授。研究方向为侦查讯问和犯罪心理测试技术。

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