脑磁场变化在测谎技术中的应用

摘 要 本文通过分析传统测谎技术的应用现状，以及在脑指纹技术上探索的失败，介绍了可以适用于测谎的脑磁图技术的基本原理和研究进展。

关键词 传统测谎技术 脑指纹技术 fMRI技术

基金项目：中国刑事警察学院大学生创新训练计划项目资助。

作者简介：杨国明，中国刑事警察学院刑事犯罪侦查系2014级本科生，研究方向：测谎技术。

中图分类号：D918 文献标识码：A DOI：10.19387/j.cnki.1009-0592.2017.05.273

一、传统测谎技术的应用现状和前景

测谎技术是通过一定物理技术的辅助，将多种学科融为一体，对个人内心的真实状态和掩藏意图进行探测的一门科学。

其实，“测谎”并不是所谓的对谎言本身进行检测，而是对个人欲掩盖的真实情况所引起的生理指标的变化。因此，“测谎”即对个人的“心理测试”。传统的多导测谎技术，就是通过多种生理自主反应指标的测量（通常为皮肤电反应、血压、心率、呼吸节律），以此推断被测者说谎与否的心理测试技术。其基本情况就是在说谎时，被测者会出现一些不寻常的生理反应，例如突然的心跳加快、血压升高，或者看似奇怪的行为反应。

目前，准绳问题测试法、犯罪情节测试法和紧张峰测试法这三种测谎方法被普遍采用。测谎结果的效度和信度与测谎实验的方法和操作有着紧密的联系。由于测谎实验的方法和程序都是人为设计和操作的，测谎过程及结果受人为因素的干扰较大，这样就出现了不同的人员组织测试可能会有不一样或者相互矛盾的结论。在这方面上，传统的测谎方式很大程度上取决于测谎问题的设置、测谎程序的实施和工作人员的专业性；与此同时，被测者因为紧张和不安也会导致测试结果的偏差甚至错误，这两者都严重影响了传统测谎技术的标准化、效度和信度。

对于傳统的多导测谎技术来说，还有一个相当重要的影响因素，即被测者的反测谎，这是指被测人通过有意识的手段干扰测试从而造成测试结果是自己所倾向的一类行为。被测者一般都对测谎有了一定的了解和认识，在测试过程中，在畏惧心理驱使下，为了隐瞒真实情况进而做出许多小动作，如咬舌、压脚；有时还会通过药物、催眠、生物反馈改变自己的认知状态。有的被测者还会想象另外一个场景来进行回答，使之自主反应变得无效。对于一些有过被测试经历或心理波动较为小的人，他们的反测谎能力则更加出色。在实践过程中，反测谎对于测试结果的影响非常有效。

目前，尽管传统的测谎技术仍然作为军事、刑侦、司法等领域的重要测谎手段，但也出现了许多缺陷，很多问题有待进一步研究。在当今的测谎形势下，我们认为今后的测谎研究，可以在促进标准化、提高信度、着重效度、努力加强和识别控制反测谎这几个方面进行尝试，争取有所突破。

二、在脑电图技术上的探索

在大脑之中寻找一个特殊的大脑电信号，这便是大脑指纹测试的核心。而这个电信号中的一种被称为“P300”的内源性成分目前为止被广泛认同与应用。“P300”信号会在某人接收到有关物体的语言或视觉暗示，以及其他一些特定信息时表现得特别强烈。

就像电脑硬盘一样，人的大脑能将一个人的经历储存下来。当与作案现场有关的录像或录音在犯罪嫌疑人面前播放时，如果这些画面或声音有与嫌疑人记忆中相吻合的情况，那么一些微弱信号会从他们的大脑发出，这些信号通过脑电波扫描会被办案人员所掌握，并进行分析其无意识的大脑活动，从而判断他们是否有罪。

虽然目前在美国一些地方破案中利用了大脑指纹技术，测试结果的可靠性也被世界各地的警察机构所相信，但将其作为证据使用的也仅仅是在印度的法院。

也许和传统的测谎一样，很多权威神经学家担忧大脑指纹测试结果的获得同样过于依赖测谎实施的方式。扎拉·伯格斯特龙表示，这些技术应当确保实施者不对受测者进行操纵，同时这些技术需要得到国际认可的准则。“你可以选择如何提示，以此得到你想要的结果”，她说道。扎拉·伯格斯特龙和她的同事希望知道，受测者是否可以有意地抑制P300信号的反应来欺骗测试。在研究初期，受测者被要求观看一些电脑屏幕上犯罪的图片，然后想象自己进行这场犯罪；并让受测者在之后的大脑指纹测试中有意忘掉这场犯罪。研究结果表明，多数受测者居然都能轻易做到这点。研究的第二个阶段是模拟犯罪。让人们进行一些真实行为，结果是否一样？初步结果显示，他们同样做到了。“我们发现，有些人控制大脑活动的能力极强，即便是亲身经历的回忆也能够抑制”，伯格斯特龙说道。当然，模拟犯罪也许并不能与现场参与的犯罪相提并论。一些心理学家认为，为了了解罪犯能否故意欺骗测试，可以让实验在虚拟现实的环境中进行。

2008年，针对大脑指纹技术的有效性太过局限，印度的5位神经学家起草了一份报告，以国家委员会的名义强烈要求司法系统停止使用这项技术。虽然大脑指纹技术能够对案件破获起到一定的帮助作用，但其可用性程度仍不为所知。而且脑电图易受过多因素的干扰，颅骨对其也有一定影响。相比之下，脑磁图则不受颅骨的影响，在测试结果的准确性上比脑电图要高出许多。

三、脑磁图检测的稳定性及方法

脑磁图是近年来新兴的检测脑功能的重要方法，在临床和科研活动中起着越来越重要的作用。在特别敏感的超冷电磁测定器中，将受检者的头部置于其中通过特殊的仪器检测出极微弱的磁波并用装置记录下来，便形成了一种被称作脑磁图的图形。

神经磁学就是在生物神经学的基础上发展来的，而它的优势在于研究心理测量不会受到头盖骨的影响。脑磁场本身极其微弱，加之容易受外界磁场和其他因素的磁干扰，其测量的精确度和可靠性受到挑战。随着高温超导技术的发展，使用超导量子干涉磁场装置和磁场梯度装置技术，可以测量脑磁场和不同刺激在脑部感生的磁场分布，这大大降低了外界磁场和其他因素对脑磁场测量的影响，如何解决精确测量微弱磁场是目前主要的研究问题。

脑磁场根据时间的发展关系用图示显示出来后，便形成了脑磁图，它反映的是从头表面记录到的交变磁场。研究脑磁场的稳定性应该从脑磁场的发生机制开始。大脑内有大量的神经细胞，占大部分的锥体细胞规则地排列在大脑皮层，而位于皮层表面的少部分胞体细胞，胞体延伸的树突伸向皮层表面。脑磁场的电流由细胞内电流形成，细胞外电流在细胞外宽阔的区域流动。对比于细胞内电流，细胞外电流密度很低，它的磁场相对微弱，而脑磁图检测到的磁场主要是细胞内电流，所以细胞外电流几乎不影响脑磁场的检测。

除了细胞外电流对细胞内电流的影响外，检测装置的稳定性也是影响脑磁图的稳定性的因素之一。脑磁场的检测装置原理主要是SQUID，被检测的磁场发生在接近线圈的部分，磁场强度随着距离增大而减小，穿过两个线圈的磁力线不等，其中两个线圈检测到的磁场强度相差于三个数量级，最后的两个磁场强度被准确地记载下来。以上利用超导线圈的超导原理构成的超导量子干涉仪把微弱的脑磁场记录下来便是脑磁图记录磁场的方法。

四、fMRI测谎技术的基本原理

脑磁图的原理其实是脑磁共振功能成像（fMRI），它有无创伤性、无放射性、拥有较高的时间和空间分辨率、可多次重复操作等优点。脑部神经活动需要血液来操作，血液动力学反应与脑神经活动联系密切，当激活脑组织时，会伴随一系列的局部脑血流、脑血容量、氧摄取和局部葡萄糖利用的动力学改变。人们可以利用这些改变进行fMRI测谎。

人在说谎时由于脑部突然的需要，会在脑部某些区域引起变化。Josh Clark曾提出过，骑自行车时，倘若你要左转，这时fMRI影像会呈现出多个区域，不同区域分工不同，它们会分别告诉你怎么进行肌肉与骨骼之间平衡的转换、注意周围可能来往的车辆、以及如何维持你的动作的运动。这些影像被神经学家研究后，就能清晰地知道你准备向左走的全过程，fMRI可能预测真伪就是在这些区域以及每一个区域有什么功能被具体评估之后。fMRI技术显示人们进行特定心理活动时含氧血红蛋白在不同脑部区域的变化，而且测出大脑中直径4mm区域内的新陈代谢活动分辨率较高。在人们说实话时，大脑被激活的区域会显示在fMRI中；当人们撒谎时，fMRI会显示大脑特定功能区含氧血红蛋白含量发生变化的区域。因此，对比了这这种影像的情形就可以推断人们在说话的真伪。

五、fMRI測谎技术的研究进展

宾夕法尼亚大学医学院的Daniel教授和同事首先改编了犯罪知识测试，利用fMRI技术对模拟测谎进行研究。问题类型有四种：一是正确回答的问题，二是撒谎的问题，三是控制问题，四是没有目标的问题。每位被试首先拿着一个“装有梅花5和20美元”信封，要求被试记住信封内的梅花5并在电脑屏幕前答题。当屏幕出现梅花5时，要“撒谎”予以否认。如果说谎成功，20美元便作为奖励。当屏幕呈现其他牌，倘若被试也撒谎说没有，则得不到奖励。实验结果发现，说谎和说真话时的大脑影像对比，说谎时在脑部的两个区域会比说实话时表现地更活跃。Daniel表示，说实话是大脑的正常反应，是比较简单的系统反应，而说谎与抑制反应有关，需要抑制正确的思想。

天普大学麦迪逊分校最新发表的一份研究指出：未来fMRI在信度、效度上会优于传统的“测谎仪”。他们招募并检测了10名身体健康的志愿者。在模拟的环境中，其中6名被试者用装有假子弹的玩具手枪射击后被要求说未曾开过枪。剩下的4人则说实话。在此次实验中，研究者同时对被试进行了fMRI检测和传统的测谎技术测试，并且测谎仪和fMRI都准确地把真实状态从谎言中分辨出来。

六、讨论

最新fMRI技术可以克服传统测谎的缺陷，通过测量人在撒谎时所引起的一些脑部变化来推断真实状态，在测谎领域中的应用将有效地改善传统测谎仪的不足。目前国外脑磁共振功能成像技术在测谎方面已经有了一定进展，而我国fMRI技术还主要局限在医学领域。它在“测谎”上的天赋还没有被广为重视，因此我们要借鉴国外fMRI测谎的经验，重视该技术在测谎领域的应用和拓展，改变我国测谎领域一直依赖传统多导仪的现状。当然，将fFRI技术运用于犯罪侦查和安全调查中还存在许多问题，需要有严格的判定标准。同时现在的fMRI仪器相当昂贵，能不能发明出成本和耗资都比较小的小型fMRI测谎仪？如何设计出能与该仪器匹配且更贴近真实状态的谎言来进行实验？总之，fMRI测谎是一个相当复杂的问题，在实际的应用中与实验室的模拟情况有着很大的不同，fMRI测谎还有许多有待解决的问题，我们的研究还有很长一段路要走。

参考文献：

[1]郑红丽.测谎技术教程.中国政法大学出版社.2015.

[2]鲁芳.FBI识人术与测谎术.中国法制出版社.2014.

[3]杨文俊.事件相关电位.科学出版社.2015.