□王 智,劉洪廣

(1.南京森林警察學(xué)院,江蘇 南京 210023;2.中國人民公安大學(xué),北京 100038)

辨認,是指偵查機關(guān)利用辨認人的直觀感覺對與犯罪有關(guān)的物品、文件、尸體、場所或犯罪嫌疑人進行辨別認定的一種偵查行為。[1]在辨認過程中,由于偵查人員的暗示以及其他不當(dāng)行為,或者由于辨認人自身的心理、生理等原因,辨認人的“直觀感覺”極易受到干擾,造成辨認結(jié)果的準(zhǔn)確性不高,甚至導(dǎo)致冤假錯案。2012年刑事訴訟法對辨認筆錄法定證據(jù)地位的明確,意味著辨認結(jié)果對案件事實的認定、犯罪嫌疑人的命運走向具有了重要意義。因此,將認知神經(jīng)科學(xué)引入偵查學(xué)中,運用ERPs提高辨認的準(zhǔn)確性,以保障辨認筆錄的證據(jù)力就顯得勢在必行。在實務(wù)工作中,對犯罪嫌疑人面孔的辨認頻率較高,且從ERPs的基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn),腦電對人的面孔識別具有特異性,因此本文論述的對象是刑事辨認中面孔識別。

一、ERPs技術(shù)原理及在面孔識別中應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢

(一)ERPs技術(shù)原理

心理活動是腦的產(chǎn)物,腦電位的產(chǎn)生和變化是腦細胞活動的基本實時表現(xiàn)。人腦在活著的時候會不斷地自發(fā)產(chǎn)生腦電,這種在自然狀態(tài)下自發(fā)產(chǎn)生的腦電稱為自發(fā)電位。正是由于自發(fā)電位的存在,人在受到刺激時大腦才會產(chǎn)生與這個刺激事件相關(guān)的電位——誘發(fā)電位,即EP(evoked potential),它是刺激事件所誘發(fā)的腦電真實的實時波形,記錄的是神經(jīng)系統(tǒng)對刺激本身產(chǎn)生的反應(yīng)。按照刺激的種類不同,可分為聽覺誘發(fā)電位、視覺誘發(fā)電位、體感誘發(fā)電位、嗅覺誘發(fā)電位和味覺誘發(fā)電位等。視覺誘發(fā)電位是枕葉皮層對視覺刺激產(chǎn)生的電活動,屬于長期潛伏的近場皮層電位。它的存在為刑事辨認面孔識別提供了生理基礎(chǔ)。隨著研究的更加深入，我們發(fā)現(xiàn),EP不僅可以由外界刺激所引起,也可以由自身的心理因素引起。于是將刺激改為事件,將誘發(fā)電位改為事件相關(guān)電位,即ERPs(event-related potentials)。當(dāng)外加一種特定的刺激,作用于感覺系統(tǒng)或腦的某一部位,在給予或撤銷刺激時,會引起某種心理因素的出現(xiàn),進而在腦區(qū)產(chǎn)生電位變化。事件相關(guān)電位是一種特殊的腦誘發(fā)電位,其電位變化是與人類身體或心理活動有時間相關(guān)的腦電活動。測試人員通過那些被賦予了特殊意義的刺激來引發(fā)腦的不同于自然狀態(tài)下的電位,以此來判斷該事件與被試之間是否存在某種關(guān)系。由腦的心理活動所產(chǎn)生的腦電信號一般比自發(fā)電位波幅要低,它常常被埋沒在自發(fā)電位中而難以被人發(fā)現(xiàn),現(xiàn)今運用計算機的信號過濾和疊加技術(shù)可以將這種波形型號從自發(fā)電位中提取出來,從而得到有價值的ERPs波形。

ERPs成分包括與刺激的物理屬性相關(guān)的“外源性成分”、與心理因素相關(guān)的“內(nèi)源性成分”以及既與刺激的物理屬性相關(guān)又與心理因素相關(guān)的中源性成分。外源性成分是人腦對刺激產(chǎn)生的早期成分,受刺激物理特性的影響,如強度、類型、頻率等,主要包括聽覺P50、N1和視覺C1、P1等。內(nèi)源性成分與人類的知覺或認知心理加工過程有關(guān),與人類的注意、記憶、智能等加工過程密切相關(guān),不受刺激的物理特性的影響,主要包括CNV、P300、N400等。

ERPs技術(shù)原理是基于認知神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)上,運用計算機技術(shù),從人類頭皮表面記錄腦區(qū)電位變化。腦電位反應(yīng)的是刺激所引起的實時電位變化,能與具體的刺激相對應(yīng),方便分析電位變化的根本原因。ERPs內(nèi)源性成分直接受心理因素影響,能反應(yīng)與人類記憶的關(guān)系。刑事辨認面孔識別的本質(zhì)就是辨認人對犯罪嫌疑人面孔的再認,體現(xiàn)的就是對記憶的提取。因此,ERPs為刑事辨認面孔識別提供了技術(shù)原理。

(二)ERPs在面孔識別中應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢

刑事辨認面孔識別由于受到辨認人個體的主客觀諸種因素的干擾,如辨認人的性別、年齡、信仰、種族、價值觀念、心理狀態(tài)、生理狀態(tài)、感知時的自然環(huán)境以及被識別面孔的呈現(xiàn)狀態(tài)等因素,無法保證辨認結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此會對案件的偵破以及審判結(jié)果的公正性造成嚴(yán)重影響。

基于ERPs的面孔識別是對大腦對所呈現(xiàn)面孔刺激的認知和處理過程的全程檢測,無論被試在測試時是否通過調(diào)節(jié)心跳、呼吸等生理狀態(tài)來故意掩飾自己的外顯情緒實施欺騙行為,運用ERPs所檢測出的腦電成分是難以偽裝的。因為ERPs所反映的是中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到相應(yīng)刺激之后的變化過程,無法由個體主觀意志所控制,因此可以去除其偽裝,極大地排除因個人的主觀或客觀因素而對辨認人所造成的影響,從而極大地提高辨認人辨認結(jié)果的準(zhǔn)確度。如今ERPs已被廣泛地應(yīng)用于視覺、知覺、注意、記憶、語言等多領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究,展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。

ERPs在認知神經(jīng)科學(xué)的深入發(fā)展中起著無可替代的作用,將其應(yīng)用于刑事辨認面孔識別中具有可行性,這主要得益于ERPs自身所具有的獨特優(yōu)點:一是時間分辨率高。認知可分為認知過程與認知狀態(tài),過程就是指時間過程。對認知心理進行研究主要是研究信息加工的過程,而不是狀態(tài)。ERPs是對腦組織反應(yīng)的直接電信號測量,又因為電信號的傳導(dǎo)速度極快,保證了測量的連續(xù)性,從而能夠客觀地反應(yīng)大腦在一定時間內(nèi)的活動過程;二是ERPs是從大腦接受刺激到反應(yīng)的連續(xù)過程的測量,可以反映出認知加工過程中的哪些階段會被實驗的自變量所影響;三是ERPs可以實時測量沒有行為反應(yīng)的認知加工;四是具有腦自動加工的指標(biāo)等。ERPs是認知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中,研究大腦信息認知處理過程相關(guān)腦電活動的一種無創(chuàng)傷性檢測技術(shù)。由于ERPs的高時間分辨率、檢測的連續(xù)性、無創(chuàng)性等優(yōu)點,使得ERPs成為了“觀察腦的高級功能窗口”,為刑事辨認面孔識別的檢測、研究提供了便捷的腦電技術(shù)。

二、ERPs應(yīng)用于面孔識別中的理論基礎(chǔ)

(一)面孔識別的腦電具有特異性

面孔作為一種非常特殊的視覺刺激,其不但包括了面部、顏面器官的形狀等物質(zhì)屬性,還能夠提供性別、年齡、種族、情感狀態(tài)、社會地位等豐富的社會信息和人文信息,有助于人類的社會交往及對環(huán)境的適應(yīng)能力。通常人們可以在極短的時間內(nèi)完成對面孔的識別過程,從中提取到與面孔相對應(yīng)的大量信息,可以說對面孔的記憶與識別是人們在社會生活中一項必不可少的能力。[2]

在對ERPs的研究中,以面孔作為呈現(xiàn)刺激進行的ERPs檢測主要發(fā)現(xiàn)了三個與面孔刺激相關(guān)的早期特異性腦電成分。一是顳枕部產(chǎn)生的一個潛伏期約為170ms的N170負波,近年來的多項相關(guān)研究結(jié)果表明N170波不受面部表情、種族差異、面孔熟悉度、性別等個體特征的影響,反映出面孔識別所具有的特異性;[3]二是位于中央頭皮區(qū)域的P2波;三是位于右側(cè)梭狀回面部區(qū)的 N200波。這三個波是人在剛受到面孔刺激時所產(chǎn)生特異性成分,表明大腦能夠識別出所受刺激是面孔而不是其他物體。在之后進一步研究中發(fā)現(xiàn),通過對不同熟悉度的面孔進行ERPs測試,大腦會對熟悉面孔的刺激產(chǎn)生一些晚期特異性成分,包括P300、N400、P600等,這些特異性的晚期ERPs成分代表著大腦對面孔熟悉度的認知。

(二)面孔識別的認知模型

面孔認知模型最早是由Bruce-Young在1986年提出的(圖1)。

圖1 Bruce-Young的面孔識別認知模型

他們將個體對于面孔的認知分為了三個階段。首先是面孔結(jié)構(gòu)編碼階段,大腦相關(guān)區(qū)域?qū)λ吹降拿婵椎慕Y(jié)構(gòu)特征進行編碼。結(jié)構(gòu)編碼階段包含兩種編碼方式:一種是動態(tài)結(jié)構(gòu)編碼,主要是指抽象的視覺。另一種是靜態(tài)圖形編碼階段,主要包括面孔的質(zhì)地、亮度、斑點、表情和姿勢等。第二階段為視覺加工通道,由表情分析、面孔語言分析和外顯視覺處理三個并行的處理單元構(gòu)成,主要作用是對面孔的年齡、性別和種族等特征進行處理和編碼。第三階段是面孔識別通道階段,與熟悉面孔的識別有關(guān),由面孔識別單元、個體特征單元及名字產(chǎn)生單元三個串行的處理過程構(gòu)成。視覺加工通道和面孔識別通道會將面孔特征編碼的處理結(jié)果匯總到認知系統(tǒng),從而實現(xiàn)對面孔加工后的信息進行整合。[4]

國內(nèi)學(xué)者羅躍嘉等(2002)的實驗結(jié)果基本上支持Bruce-Young 的模型,也提供了支持該模型某些部分的電生理學(xué)證據(jù),同時對該模型作出了修正(圖2)。在修正的模型中,由前注意階段、工作記憶、長時記憶和決策系統(tǒng)四大模塊構(gòu)成。在前注意階段中,提出了結(jié)構(gòu)編碼、外顯視覺處理、表情分析和面孔語言分析之間相互獨立和基本平行的關(guān)系,同時,上述四個信息加工環(huán)節(jié)之前還有一個分類處理階段。工作記憶的面孔識別單元接受結(jié)構(gòu)編碼來的信息和長時記憶中反饋的面孔表征信息,輸出結(jié)果進入決策系統(tǒng)。此外,工作記憶還包括可有可無的個體信息和名字信息,與結(jié)構(gòu)編碼信息一起進入長時記憶。長時記憶包括面孔表征、個體信息和名字信息等,它們之間是層次激活關(guān)系,即面孔表征激活個體信息,個體信息反過來激活面孔表征和名字信息。決策系統(tǒng)同時接受結(jié)構(gòu)編碼、面孔識別單元和長時記憶傳遞的信息,以此作出判斷之后反饋給面孔識別單元,完成面孔識別。[4]正是由于大腦對于面孔識別的特殊認知模型,個體對于面孔的識別才會顯著區(qū)別于對非面孔客體的識別過程。

圖2 彭小虎等修訂的Bruce-Young的面孔識別認知模型

(三)面孔識別的影響因素

記憶就是一種信息加工,是人腦對外界輸入的信息進行編碼、存儲和提取的過程。提取作為記憶過程的最后一個階段,有兩種基本形式,即再認和回憶。面孔識別的本質(zhì)就是心理學(xué)中記憶的再認,是指人們對感知過、思考過或體驗過的事物,當(dāng)它再度呈現(xiàn)時仍能認識的心理過程。但是,人的記憶是一個相對復(fù)雜的過程,會受到多方面因素的影響。因此,面孔識別的準(zhǔn)確性也就不可避免地會受到個體記憶過程中主體、客體、環(huán)境以及其他因素的影響。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),主體因素主要包括辨認人的年齡、性別、性格、種族、感知能力、記憶能力、智力水平、價值觀念、心理狀態(tài)、生理狀態(tài)等方面;客體因素主要包括辨認客體的暴露程度、暴露時間、辨認客體是否有外顯特征、體貌特征是否改變等;環(huán)境因素主要包括辨認人感知時的光線、氣候、氣溫、角度、距離、噪音、地形地貌等;其他因素主要指辨認人感知事件時與辨認時的時間間隔、個人經(jīng)歷、感知后誤導(dǎo)性事后信息等。[5]可見,提高刑事辨認面孔識別的準(zhǔn)確性,應(yīng)盡可能規(guī)避或降低可控因素的影響。同時,在分析刑事辨認面孔識別結(jié)果的準(zhǔn)確性時,應(yīng)將不可控因素納入討論范疇,以得出最為科學(xué)、合理的分析意見。

三、ERPs在面孔識別中的應(yīng)用現(xiàn)狀

犯罪行為人的面孔是真實影像活動的具體存在,當(dāng)對呈現(xiàn)的已經(jīng)感知過的面孔進行識別時,運用ERPs所檢測到的腦電特征即波型、波幅及波面積都會和大腦因陌生面孔的刺激而產(chǎn)生的腦電有著不同的特點。

(一)面孔識別腦電成分特異明顯

目前,ERPs呈現(xiàn)面孔刺激的方式主要以E-Prime、Stim等軟件平面呈現(xiàn)為主。依據(jù)面孔識別的特異性,著重分析以面孔作為刺激所誘發(fā)的早期特異性腦電成分,如N170、P2、N200等,和晚期特異性腦電成分,如P300、N400、P600等,進而判斷被試者是否曾經(jīng)感知過目標(biāo)面孔刺激。有研究發(fā)現(xiàn),通過觀察面孔刺激呈現(xiàn)后約230ms特定識別區(qū)的ERPs成分可以進行面孔再認。N250成分大約出現(xiàn)在刺激后250ms至300ms之間,產(chǎn)生位置與N170成分類似。由于腹側(cè)視覺皮層在受到刺激后,對之前所感知過的熟悉面孔進行面孔回憶與再認的長時記憶被激活,加之面孔熟悉度的調(diào)制,N250成分極可能反映了早期面孔知覺加工的過程,與陌生面孔的加工有緊密聯(lián)系,因此N250對面孔所屬的身份信息十分敏感,從而可以應(yīng)用于面孔識別當(dāng)中,提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(二)ERPs在面孔識別中的應(yīng)用研究

國外學(xué)者Rugg等人利用ERPs對于內(nèi)隱記憶和外顯記憶的神經(jīng)過程進行了比較,用以分析面孔識別的差異。內(nèi)隱記憶是指在個體無法意識的情況下,過去經(jīng)驗對當(dāng)前作業(yè)產(chǎn)生的無意識的影響。外顯記憶是指在意識的控制下,過去經(jīng)驗對當(dāng)前作業(yè)產(chǎn)生的有意識的影響。曾經(jīng)記憶過的面孔在有意識的回憶時,有時無法提取到有效信息。那么,內(nèi)隱記憶,即自動的無意識記憶,是否能夠提取到曾經(jīng)記憶過的面孔的信息呢?Rugg等學(xué)者[6]研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)隱記憶與外顯記憶是由不同的神經(jīng)反應(yīng)機制所控制。這說明即便被試之前感知過,且后期面孔識別實驗中無法作出對目標(biāo)面孔的同一認定,但其內(nèi)隱記憶仍舊存在?；谠撗芯砍晒?便可以通過檢測被試內(nèi)隱記憶的腦電位變化來確認被試之前是否感知過作為刺激的面孔圖片。之后,Henson等學(xué)者[7]對陌生面孔和熟悉面孔的腦電反應(yīng)差異進行了比較研究,Nessler等學(xué)者[8]對初次呈現(xiàn)和第二次呈現(xiàn)的面孔照片進行了ERPs實驗,他們雖然所采用的實驗設(shè)計不同,但卻從不同的角度支持了Rugg等人的研究成果,得出了互為印證的結(jié)論,即大腦對重復(fù)出現(xiàn)面孔比未感知過的面孔有更正向的ERPs波。

國內(nèi)學(xué)者孫天義等人[9]運用ERPs技術(shù),以面孔圖片為刺激,對面孔識別的認知腦電位特征進行了探索。研究發(fā)現(xiàn),目標(biāo)面孔及無關(guān)面孔刺激均誘發(fā)了位于枕顳區(qū)兩側(cè)的N170,且振幅在相同電極上都沒有顯著差異,面孔刺激所誘發(fā)的N170極有可能反映了面孔知覺的整體加工。且在工作記憶的ERPs實驗中,二者均產(chǎn)生了P300成分。但是,在對目標(biāo)面孔和物體的ERPs實驗中卻發(fā)現(xiàn)了差異。面孔識別記憶的認知腦電位特征與相同實驗范式下的物體識別有著明顯區(qū)別,物體識別時腦電位主要表現(xiàn)在頂區(qū)和枕區(qū),而面孔識別則主要體現(xiàn)在額區(qū);新舊工作記憶方面,物體識別在200-400ms表現(xiàn)出新工作記憶的波幅更正,而面孔識別是在450-650ms新工作記憶的波幅更正。這些明顯的差異都顯示了面孔識別與物體識別可能有著互為獨立的兩種不同的腦機制加工過程。

辨認作為一種重要的偵查措施在偵查實踐中存在已久,刑事訴訟法于2012年修改后將辨認筆錄作為一種獨立的證據(jù)種類進行了規(guī)定,但卻對辨認的組織和實施規(guī)范等程序卻并未明確。因此,辨認是否準(zhǔn)確直接影響犯罪嫌疑人的認定和案件事實的調(diào)查，提高辨認準(zhǔn)確定勢在必行,且將ERPs技術(shù)引入刑事辨認面孔識別研究具有可行性。ERPs技術(shù)具有認知神經(jīng)科學(xué)理論基礎(chǔ),擁有自身獨特的優(yōu)勢,且在國內(nèi)外諸多的科學(xué)研究中日益成熟。同時,關(guān)于面孔識別的已有研究為刑事辨認面孔識別的研究提供了豐富的實驗成果和理論基礎(chǔ)。但是,在具體實驗過程中,應(yīng)做好對干擾因素的有效控制,在后期結(jié)果討論過程中將不可控因素做出具體分析,以保證刑事辨認面孔識別結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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