吳永喜，劉洪廣

(中國人民公安大學，北京 100038)

心理測試技術即俗稱的測謊，是指在控制條件下，讓被試對一系列預先編好的問題進行反應，通過心理測試儀記錄被試的生理指標，分析其心理信息，進而推斷其與事(案)件的關系的一種技術*National Research Council. The polygraph and lie detection.Washington, DC: National Academies Press, 2003.。以皮電、呼吸及脈搏等外周神經生理變化為指標的多導生理儀(polygraph)測謊是目前研究最多的、應用最廣泛的心理測試技術。由于多導生理儀存在原理基礎不強、易受反測試影響、假陽性高諸多局限，受到眾多學者的批判，因此人們一直在尋找新型的測謊技術*Bashore TR, Rapp PE. Are there alternatives to traditional polygraph procedure? .Psychological Bulletin, 1993, 113(1):3-22.。隨著電子技術的飛速發(fā)展，以及對大腦生理學的深入研究，更有效的事件相關電位(event-related potential，ERP)測謊出現(xiàn)在世人面前。事件相關電位測謊是借助于從ERP中提取的與認知、記憶思維活動有關的認知電位，即對案件相關內容進行認知加工時，所記錄的頭皮表面腦電位，通過記錄、對比被測人的腦電波來分析探查被測人與案件之間的關系。目前ERP測謊技術最常見的鑒別指標是P300波，因此也稱之為P300測謊技術。根據“背景更新理論模型”，作為內源性成分的P300被認為和記憶的背景更新相關*Mertens R，Polish J. P300 from a single-stimulus paradigm：passive versus active tasks and stimulus modality.electroencephalogr Clinical Neurophysiology，1997，(104)：488-497.。

P300測謊的理論基礎和操作方法上都有所提升，測謊正確率甚至達到了85-95%*浦曉黎.P300測謊的實驗研究.碩士學位論文，杭州：浙江師范大學心理學系，2006.。但P300也受很多認知與“非認知”因素的影響，有研究報道P300測謊正確率只維持在隨機猜測的水平*Rosenfeld J.P.,Soskins,M.,Bosh,G.and Ryan, A. Simple effective countermeasures to P300-based tests of detection of concealed information .Psychophysiology 41 (2004)，205-219.。鑒于此狀況 ，本文將在現(xiàn)有的研究基礎上，總結P300測謊影響因素，為今后的研究提供參考。

一、P300測謊原理

內源性成分的P300是ERP測謊中常用的鑒別指標，是由小概率的新異刺激引發(fā)出來的，其波幅由分配到的注意資源的多少決定，反映了工作記憶中背景更新(context updating)的程度*Donchin E，F(xiàn)abiani M. The use of Event-related brain potentials in the study of memory: Is P300 a measure of event distinctiveness? Handbook of cognitive psychophysiology: Central and automatic nervous system approaches，1986: 471-510.。一般認為，P300主要與注意、情景記憶及工作記憶等心理因素相關。

Oddball 模式是誘發(fā)P300波的經典范式*Rosenfeld JP，Cantwell B，Nasman VT，et al.A modified event-related brain potential-based guilty knowledge test .International Journal of Neuroscience，1988，24: 157-161.。Oddball模式中呈現(xiàn)小概率的靶刺激與大概率的非靶刺激兩種刺激。被試對靶刺激與非靶刺激進行不同的反應，而靶刺激會誘發(fā)更為正向的P300波。傳統(tǒng)的犯罪心理測試中的犯罪情節(jié)測試技術(Guilty Knowledge Test ，GKT)是根據被試在案件相關問題與案件無關問題上的皮膚電、呼吸、心率和血壓等生理變化的差異來判斷其是否對存在案件特定情節(jié)的記憶，進而達到區(qū)分作案者與無辜者的目的*劉猜.犯罪心理測試.中國人民公安大學出版社，2011.4.1:111。在ERP測謊中把Oddball模式與GKT技術結合形成了P300-GKT范式。

P300-GKT范式常使用三刺激模式，在Oddball模式的基礎上增加小概率的探測刺激。P300-GKT范式原理是：向被試呈現(xiàn)具有不同心理意義的刺激，有的刺激是被試親身經歷的、有深刻記憶的，有的刺激是被試沒有見過的，由于被試對不同類型刺激的認知加工不同，這種差異會導致不同的腦電變化*劉洪廣.案件相關信息的腦認知遞進推進過程分析.中國人民公安大學學報，2010(3)：47-52.。然后通過比較探測刺激與無關刺激的波幅差異來判斷被試對犯罪過程的知情情況*胡曉晴，傅跟躍.測謊的 ERP 研究進展與趨勢.中國臨床心理學雜志，2009，( 2) : 194 -196.。

在犯罪測試情境中，探測刺激是與案件相關的信息，對作案者具有特殊意義，記憶深刻。作案者接受此類刺激時，大腦會誘發(fā)出更顯著的P300波；無關刺激是與案件無關的信息，對作案者與無辜者來說沒有任何意義；靶刺激是用來保證被試在測試中注意力的無關刺激，檢驗測試有效性的一指標*Farwell LA，Donchin E. The truth will out:Interrogative polygraph( “l(fā)ie detection ”) with event-related brain potentials.Psychophysiology，1991，28( 5) : 531-547.。測試中要求被試對探測刺激與無關刺激完成同樣的任務，而對靶刺激執(zhí)行與之相反的反應。探測刺激是具有特殊意義的案件相關信息，作案者進行再認時，與大腦中的犯罪記憶完成了匹配過程，與無關刺激相比，能誘發(fā)出的P300波更為正向；而無辜者記憶中沒有此類信息，探測刺激也是一種無關刺激，不具有任何特殊意義，都難以誘發(fā)顯著的P300波。由于靶刺激執(zhí)行一個外顯的特異反應，因此將出現(xiàn)典型的P300波。

二、P300測謊影響因素

(一)刺激范式

常用的Oddball范式可分為雙刺激范式與三刺激范式。雙刺激范式中刺激分為小概率的靶刺激與大概率的非靶刺激，通過比較兩類刺激誘發(fā)的腦電波幅差異來判斷被試與案件的關系。在雙刺激范式的基礎上添加一類小概率的探測刺激即成了三刺激范式，被試對探測刺激與無關刺激完成相同的任務而對靶刺激執(zhí)行特異反應。被試對案件相關信息的知情情況是通過比較刺激與無關刺激的波幅差異來確定的。有研究認為三刺激范式有不同的案件任務反應，而按鍵過程會增加額外的工作負荷，影響了P300波的純度。雙刺激范式只包含種類型的刺激，只對探測刺激進行按鍵，不存在按鍵選擇的任務要求，故有更高的實施效率，因此雙刺激范式是更為有效的測謊范式*Rosenfeld，J.P.，Biroschak，J.R.，F(xiàn)uredy J.J.，R. P300-based detection Of concealed autobiographical versus incidentally acquired information in target and non-target Paradigms.International Journal Of psychophysiology，2006，60(3)：251-259.。但也存在注意力難以保持的問題，可通過隨機附加的測試，如暫?；貞涀尡辉嚤３肿⒁饬?，但也可能使被試出現(xiàn)期待心理，影響了正常P300波幅。

(二)刺激概率

刺激呈現(xiàn)概率影響P300波幅，二者成反比關系：刺激呈現(xiàn)概率越小，P300的幅度越大，而且刺激出現(xiàn)的概率小于30%就能誘發(fā)出典型的P300。在應用的過程可以通過增加靶刺激，即靶刺激與探測刺激同概率呈現(xiàn)的方法來消除概率因素的影響。也有研究者使用GO/NOGO實驗范式來測謊，以消除概率因素的影響。進一步研究發(fā)現(xiàn)，主觀概率也影響其波幅。測謊過程中被試對某一刺激出現(xiàn)期待心理，從而分散注意力，影響到P300波幅。

(三)刺激內容的個人意義

被試的注意力、期待影響P300波幅，與個人相關的或對個人有重要意義的刺激內容，將會誘發(fā)出更大的P300波幅。劉巖利用圖片對被試意義程度的不同做了研究，發(fā)現(xiàn)陌生人圖片、明日圖片和自我圖片的P300波出現(xiàn)分離，且自我圖片的波幅最大*劉巖.對不同熟悉性刺激欺騙反應的事件相關電位比較. 北京：中國人民公安大學，2007.。因此，在測謊實際應用過程中，盡可能將犯罪過程的關鍵項目作為刺激內容，以提高測試效果。

(四)刺激的強度

Polich研究了刺激的物理強度與P300的關系。結果表明：P300波幅隨著刺激強度增大而增大；反之，P300 波幅降低。由于需要重復呈現(xiàn)刺激進行疊加才能得到滿意的ERP波形，刺激的強度過大容易使被試產生疲勞感，影響測試結果準確性。刺激的心理強度也是影響P300波幅的重要因素。Miyake比較了被試自己名字與陌生人名字的P300腦電，發(fā)現(xiàn)自己名字的波幅明顯大于陌生名字。因為自己的名字對被試來說所含有的心理信息更為豐富，情感意義更大，是更具影響力的刺激。因此在測試的過程中，不僅需要把刺激設置為中等強度，也應充分考慮刺激的心理強度，以提高測試準確性。

(五)學習效應

事件相關電位比自發(fā)腦電更弱，通常淹沒在自發(fā)電位中，所以必須使用疊加技術來獲得滿意的ERP波形，因此在實驗過程中將重復呈現(xiàn)刺激。無關刺激與探測刺激的重復出現(xiàn)對被試來說也是個學習過程，產生學習效應，無關刺激得到強化，提高了其記憶程度，增大了P300波幅，增大了與靶刺激的分辨難度。由于P300波受短時記憶的易化，周亮等用實驗驗證了知情者的短時記憶是否會導致假陽性的產生。在實驗中以知情者作為對照組，結果發(fā)現(xiàn)模擬盜竊組相關照片的P300波幅、波面積顯著大于知情者的，而知情者與無辜者之間不存在顯著差異。由此得出結論認為知情者的記憶不會導致假陽性結果，P300波能應用于實際的測謊工作。并且隨著腦電分析技術的發(fā)展，可采用單掃描ERP提取進行結果分析*Bartnik E. A.，et al. Single Evoked Potential Reconstruction by Means of Wavelet Transform. Biological Cybernetics，192,67:175.，將其應用于測謊可避免重復刺激而產生的影響，提高測試結果的準確性。

(六)反測謊措施

在應用的過程中，測謊技術面臨著一個重要威脅就是反測試的實施，特別是針對P300測謊反測試進行了越來越多的研究。反測試是指被試意圖擊敗測謊而使用的任何方法，常見的反測試措施主要有生理反測試、物理反測試和心理反測試三類。例如在P300測謊中被試頻繁地眨眼、搖頭或摳腳趾等，引起生理狀態(tài)的變化；在測試之前服用鎮(zhèn)靜劑或興奮劑等，影響神經系統(tǒng)反應；或被試通過控制自己的情緒、注意力進行聯(lián)想等方式來改變測試圖譜。反測試最后影響P300波形疊加平均效果進而降低測試結果的準確性。

反測謊基本策略是被試對無關刺激實施額外的特定任務，增加無關刺激任務難度并分散探測刺激的認知資源，因此增強無關刺激的P300波幅而降低探測刺激的P300波幅，最后顯著降低P300測試結果的準確率。Rosenfeld研究了反測試對測謊的影響，實驗中要求被試對無關刺激執(zhí)行隱秘任務(例如輕扭腳拇指、食指輕壓大腿以及想象別人扇了自己一個耳光等)來干擾實驗，該研究表明使用該方式使得陽性率從82%降到18%，嚴重影響到測試結果的準確性。

(七)生理因素

生理因素包括藥物、睡眠、疲勞、覺醒水平、精神狀態(tài)及電生理干擾等。其中電生理干擾是實驗中最常遇見的影響因素。在ERP實驗中為不產生很大肌電干擾而影響了ERP的提取與疊加，要求被試身體不得隨意活動，盡量放松以保持自然，也盡量不頻繁眨眼。Christian J.ochoa和Polich研究了實驗中是否要求被試控制眨眼對P300的影響。結果表明當沒有做任何說明及要求時能誘發(fā)典型的P300波；相比之下，實驗過程中明確要求被試抑制眨眼時，靶刺激與標準刺激波幅出現(xiàn)了明顯的下降，并且潛伏期延長。實驗中頻繁眨眼與過分抑制眨眼都會對測試結果產生一定的影響，因此可以再實驗過程中額外增加一定的眨眼間隔，減少被試在刺激呈現(xiàn)前后眨眼次數以降低其產生的電生理干擾對測試結果準確性的影響。

三、小結與展望

P300測謊以神經電生理變化作為鑒別指標，鎖時性較強，判斷測試結果先進而精確，提高了結果準確率與客觀性，較多導生理儀技術而言具有巨大的優(yōu)越性。但一些因素也制約了P300測謊的實際應用，不僅大腦的認知加工過程影響P300波，且諸多非認知因素，例如刺激的意義、刺激的物理與心理強度、刺激呈現(xiàn)概率、實驗范式、任務難度、被試實驗過程中的學習效應及采取的反測試措施等，也對P300波產生影響。在測試過程中，認知與非認知因素可能綜合作用于P300波幅，因此P300測謊結果的準確性也將降低。

任何技術都存在產生與發(fā)展完善的過程，P300測謊技術作為是一項新型測試手段，具有其明顯優(yōu)勢，已經走出了實驗室，在社會相關部門的應用中已取得了一些實踐經驗。2000年Farwell憑借MERMER(memory and encoding related multifaceted electroencephalographic response，記憶編碼相關腦電反應)測謊技術在西雅圖開辦大腦指紋實驗室(Brain Fingerprinting Laboratories)公司，實現(xiàn)了將ERP測謊商業(yè)化目標。 P300作為一種有希望的測謊技術，未來將會有更為廣闊的應用空間。ERP測謊繼續(xù)走測試指標多元化的道路，將P300和CNV、MFN、MMN等特意成分結合起來適用，取長補短，或結合 fMRI、PET等神經影像技術對欺騙行為進行研究，以提高測謊準確率，奠定法庭科學證據基礎。