ERP測(cè)謊綜述070212講課稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ERP測(cè)謊綜述070212-事件相關(guān)電位（ERP）測(cè)謊的方法一引言測(cè)謊是當(dāng)前在司法、安全性行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的一種技術(shù)。測(cè)謊測(cè)試是否具有科學(xué)性和判定有效性是該種技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。據(jù)考證，人類(lèi)社會(huì)使用測(cè)謊手段最早可追溯到公元前900年。從野蠻到文明，從愚昧到科學(xué)，測(cè)謊技術(shù)的發(fā)展伴隨著人類(lèi)歷史的腳步前進(jìn)。近年來(lái)隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，已有一些大腦功能測(cè)量技術(shù)例如PET（正電子發(fā)射斷層掃描成像）、MRI（核磁共振）或fMRI（功能性核磁共振）測(cè)量以及ERP（事件相關(guān)電位）等用于測(cè)謊技術(shù)的改進(jìn)研究Thetru

2、thaboutlyingNaturevol42815APRIL2004,692-694。相對(duì)于其它的認(rèn)知神經(jīng)技術(shù)，ERP研究有著其時(shí)間精度與經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，上世紀(jì)八十年代美國(guó)心理學(xué)家RosenfeldRosenfeld,J.P.,Cantwell,B.,Nasman,V.T.,Wojdac,V.,Ivanov,S.,&Mazzeri,L.(1988).Amodified,event-relatedpotential-basedguiltyknowledgetest.InternationalJournalofNeuroscience,24,157-161.首次用事件相關(guān)電位（ERP）進(jìn)行了測(cè)謊研

3、究，世界各地越來(lái)越多的研究者開(kāi)始從ERP技術(shù)出發(fā)來(lái)重新考慮測(cè)謊技術(shù)的改進(jìn)。二ERP簡(jiǎn)介ERP（Event-relatedpotential）是由外部事件或心理反映引起的EEG變化Rosenfeld,J.P.,Event-RelatedPotentialsinDetectionofDeception.inHandbookofPolygraph,Ed.ByMurrayKleiner(2000),NewYork:AcademicPress最好找一本認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的書(shū)來(lái)做注釋。由外部事件引起的ERP稱(chēng)為外源性ERP，由心理反映引起的ERP則稱(chēng)為內(nèi)源性ERP。就目前來(lái)講，P300是被廣泛研究的ERP內(nèi)源性

4、成分。當(dāng)有意義的刺激呈現(xiàn)時(shí)會(huì)引發(fā)明顯的P300波。P300波在Pz點(diǎn)最顯著，其次是Cz點(diǎn)，在Fz點(diǎn)最小。P300一般的潛伏期為300-1000毫秒。P300的波幅一般由刺激呈現(xiàn)的百分比以及刺激的含意程度決定的。三ERP測(cè)謊的指標(biāo)3.1P300的波幅ERP測(cè)謊中大部分都是利用P300的波幅作為主要指標(biāo)來(lái)鑒別罪犯和無(wú)辜者。例如，在Rosenfeld（1988）研究中，當(dāng)給被試呈現(xiàn)各個(gè)物品的名稱(chēng)時(shí)，“有罪”被試自己選擇的物品（被當(dāng)成是被試）名稱(chēng)所引起的P300波幅和無(wú)辜被試相比有顯著性差異。這些分布是指上就是頭皮上各電極的波幅分布。檢驗(yàn)兩組波幅分布在Pz/Cz/Fz點(diǎn)上是否不同最常用的方法就是2（組

5、別）*3（電極點(diǎn)）方差分析，組別和電極點(diǎn)之間產(chǎn)生顯著的交互作用則說(shuō)明分布差別明顯。BADWasserman,S.,Bockenholt,U.,1989.Bootstrapping:applicationstopsychophysiology.Psychophysiology26,208-221（bootstrappedamplitudedifference）：在BAD方法中，我們想知道由probe刺激引起的P300波幅是否顯著大于irrelevant刺激引起的P300波幅，這就需要我們能夠知道每類(lèi)刺激的P300波幅的分布。但是在一般ERP分析軟件中，我們只能得到每一個(gè)被試每類(lèi)刺激P300波幅的

6、平均值。Bootstrapped方法就是幫助我們解決了這個(gè)問(wèn)題：通過(guò)計(jì)算機(jī)程序隨機(jī)選擇N1個(gè)單個(gè)probe刺激，N2個(gè)單個(gè)Irrelevant刺激（N1和N2是這兩類(lèi)刺激的真實(shí)數(shù)目），然后計(jì)算出Probe刺激和Irrelevant刺激的P300平均波幅，然后計(jì)算差異值D1（D1P-I）。然后通過(guò)同樣方法求得D2（D2TP），最后求出D值（DD1-D2）。重復(fù)100次后會(huì)產(chǎn)生100個(gè)D值，如果D大于0則被計(jì)數(shù)（ND_0）。如果ND_0越大，則說(shuō)明Probe刺激產(chǎn)生的P300波幅和Irrelevant刺激產(chǎn)生的P300波幅相差越大、而Target刺激產(chǎn)生的P300波幅和Irrelevant刺激產(chǎn)生

7、的P300波幅越相似。所以說(shuō)，ND_0越大則越有可能被判為罪犯，而ND_0越小則越有可能被判為無(wú)辜者。BCDFarwell,L.A.,Donchin,E.,1991.Thetruthwillout:interrogativepolygraphy(liedetection)withevent-relatedpotentials.Psychophysiology28,531-547（Bootstrappedcorrelationdifference）的出發(fā)點(diǎn)是：如果Probe刺激和Target刺激的ERP反應(yīng)的相關(guān)系數(shù)顯著高于Probe刺激和Irrelevant刺激所引發(fā)ERP反應(yīng)的相關(guān)系數(shù)，那么

8、被試就可能是罪犯。BCD是這樣實(shí)現(xiàn)的：計(jì)算機(jī)程序首先求得單個(gè)被試的Probe刺激、Target刺激和Irrelevant刺激的所有單次刺激的平均值，然后求得所有被試的三類(lèi)刺激的ERP平均值M。然后通過(guò)Bootstrapped方法，取得每個(gè)刺激類(lèi)型的平均值，計(jì)算出Probe刺激和Irrelevant刺激所引發(fā)ERP反應(yīng)的相關(guān)系數(shù)(r(P,I)和Probe刺激和Target刺激的ERP反應(yīng)的相關(guān)系數(shù)()。最后求出D值（Dr(P,T)-r(P,I)）。重復(fù)100次后會(huì)產(chǎn)生100個(gè)D值，如果D大于0則被計(jì)數(shù)（ND_0）。如果ND_0大于預(yù)先設(shè)定值（Nth），則會(huì)被判斷為罪犯。和BAD類(lèi)似，Nth越大，

9、作出犯罪判斷的準(zhǔn)確率越高，但是漏報(bào)率也會(huì)提高。3.2P300的潛伏期3.3P300的電流密度圖3.4P300在Pz/Fz/Cz點(diǎn)上的分布（profile）JohnsonJohnson,R.,Jr.(1988).TheamplitudeoftheP300componentoftheevent-relatedpotential.InP.K.Ackles,J.R.Jennings,&M.G.H.Coles(Eds.),AdvancesinpsychophysiologyVol.2(pp.69-138).Greenwich,Ct:JAIPress.Johnson,R.(1993).Ontheneura

10、lgeneratorsoftheP300componentoftheevent-relatedpotential.Psychophysiology,30,90-97.指出，每一個(gè)特殊P300的分布即代表著與其心理過(guò)程相關(guān)的唯一的P300神經(jīng)元沖動(dòng)的活動(dòng)模式(eachparticularprofilerepresentsauniquepatternofactivationofP300neurogeneratingneuronsassociatedwithaparticularpsychologicalstateortask)。如果讓被試做兩種不同的任務(wù)，那么就會(huì)才生不同的波幅分布，也就是說(shuō)兩種不

11、同的任務(wù)會(huì)產(chǎn)生不同的P3神經(jīng)元沖動(dòng)。Rosenfeld(1999)Rosenfeld,J.P.,Ellwanger,J.W.,Nolan,K.,Wu,S.,&Bermann,R.(1999).P300scalpamplitudedistributionasanindexofdeceptioninasimulatedcognitivedeficitmodel.Int.J.Psychophysiol.,33(1),3-20.的實(shí)驗(yàn)中，要求被試完成匹配任務(wù)。在這個(gè)匹配任務(wù)里面，首先會(huì)出現(xiàn)三個(gè)數(shù)字，緊接下來(lái)會(huì)呈現(xiàn)9個(gè)測(cè)試數(shù)字，其中只有一個(gè)和首次出現(xiàn)的數(shù)字是一樣的。記錄在數(shù)字呈現(xiàn)過(guò)程中的ERP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)

12、說(shuō)謊組和說(shuō)實(shí)話組的P300波幅分布顯著不同。TheothermajorfindingofthisstudyisseeninFig.4.There,thefourscaledP3profilesassociatedwithallfourstimulus-responsecombinationsintheliargroupareshown.Whatisnoteworthyisthatwithinjusttheliars,regardlessofthestimulustype,theprofilessuperimpose,suggestingadeception-specificprofile.In

13、thetruthtellers,thetwocorrespondingprofilesclearlydiffer,astheyoughttosincethebrainprobablydoesprocessmatchesdifferentlythanmismatchesandthustheassociatedneurogeneratorsetsrecruitedbythetwokindsofprocessingshouldbedifferent.However,engagingindeceptionappearstoswampouttheseeffects,asjustnoted.13(Allt

14、heresultsjustpresentedwerestatisticallyconfirmed.)Aswewillsee,however,inotherexperiments,thisswampingoutdoesnothappen.+AntoinetteR.MillerandJ.PeterRosenfeld3.5波形分析方法WaveletClassifierMethodVahid在2006年VahidAbootalebi,MohammadHassanMoradi,MohammadAliKhalilzadeh(2006).AcomparisonofmethodsforERPassessmentinaP300-basedGKT.InternationalJournalofPsychophysiology62:309-320在線影視下載站：HYPERLINK/百度影音/快播、高清在線觀看站：HYPERLINK/針對(duì)傳統(tǒng)以波幅、潛