基于同步EEG-fMRI多模态神经影像融合的谎言神经机制研究

The main approach of single modal lie detection method based on brain imaging technology is electroencephalogram (EEG) or functional magnetic resonance (fMRI) signal. Due to their low spatial or temporal resolution, the current understanding of the neural mechanisms of lie processing is insufficient and polygraph accurate rate is still not high. In this project, many honest and lying subjects’ EEG and fMRI signals were acquisited. We will research effective algorithm to remove artifact of EEG, and using EEG related fMRI method, we characterize dynamic single trial EEG signals and set up the activated brain regions, which will provide the basis of the brain functional network to explore the physiological mechanism underling deception.The research contents and results of this project will overcome the current disadvantages based on EEG or fMRI technology, deepen the understanding of the human brain information processing mechanism for lying, and enhance the robustness and accuracy of detecting lying, which have wide application in clinical, criminal investigation and other aspects of counter-terrorism.

当前基于脑成像技术的测谎方法主要采集单模态的脑电（EEG）或者功能磁共振（fMRI）信号。由于各自空间或时间分辨率较低，导致目前对谎言加工神经机制的认识不足，测谎准确率仍较低。本项目对多名诚实及说谎者的EEG及fMRI信号同步采集，研究有效的对EEG信号进行噪声去除的算法，采用EEG相关的fMRI成像融合方式，建立融合单试次EEG动态特征的功能激活脑区，为深刻揭示谎言的神经生理机制奠定基础。此项目研究内容及成果将克服当前基于EEG或fMRI测谎技术的诸多弊端，深化对谎言过程中人脑信息加工机制的认识，提升测谎技术鲁棒性及测谎准确率，在临床、刑侦和反恐等方面会有更广应用。

当前基于脑成像技术的测谎方法主要采集单模态的脑电（EEG）或者功能磁共振（fMRI）信号。由于各自空间或时间分辨率较低，导致目前对谎言加工神经机制的认识不足，测谎准确率仍较低。本项目对多名诚实及说谎者的EEG及fMRI信号同步采集，采用EEG相关的fMRI成像融合方式，首先建立融合了单试次EEG动态特征的功能激活脑区，然后对功能网络进行效率连接分析，以深刻揭示谎言的神经生理机制，同时，研究能敏感反映说谎状态的EEG及功能网络的特征参量，在特征层面进行融合，并研究高效的基于机器学习的谎言分类模型。在研究过程中，我们对EEG信号的线性、非线性的方法，对时频域的特征提取方法及各种现代模式识别方法进行了广泛研究，并将它们应用到测谎过程中的EEG信号的分析，基于项目的研究内容，严格按照研究计划，我们发表相关研究论文7篇（其中2篇录稿定于2019年出版）。这些研究论文涉及到研究内容的各个方面，均涉及到脑电等信号的特征提取和模式识别技术领域的应用研究。此项目研究内容及成果将深化对谎言过程中人脑信息加工机制的认识， 打破当前基于脑电的测谎技术的弊端，提升测谎技术的鲁棒性、灵活性和反测谎水平，在刑侦、反恐等方面会有更广应用。