Een Evaluatie van de Geschiktheid van functional Magnetic
Resonance Imaging als Methode van Leugendetectie
(Versie 2)
Jacqueline N. Zadelaar
Auteur: Jacqueline N. Zadelaar
Instituut: Universiteit van Amsterdam (UvA) Studentnummer: 10182322
Begeleider: dhr. dr. L.J. Waldorp Inleverdatum: 17 – 06 – 2014
Inhoudsopgave
Abstract 1
Inleiding 2
Het onderscheiden van leugens en waarheid door middel van fMRI 6 De identificatie en onderscheiding van verschillende soorten leugens middels fMRI 11 Praktische implicaties en beperkingen van fMRI als methode voor leugendetectie 17
Conclusies en discussie 26
Literatuurlijst 30
Abstract
In dit literatuuroverzicht wordt gekeken naar de geschiktheid van de fMRI als
leugendetector. Eerst zal worden gekeken naar de hersenactiviteit geassocieerd met liegen en hoe deze middels de fMRI onderscheidbaar is van waarheidsgetrouwheid. Hieruit bleek dat liegen is geassocieerd met verhoogde activiteit in de frontale en pariëtale kwab, en dat middels de fMRI redelijk kon worden voorspeld wanneer er werd gelogen. Vervolgens werd gekeken naar verschillende soorten leugens, zoals bijvoorbeeld spontane en geoefende
leugens. Al deze vormen waren onderling onderscheidbaar met de fMRI dankzij verschillen in hersenactiviteit. Daarbij waren deze leugens onderscheidbaar van waarheidsgetrouwheid aan de hand van de verhoogde activiteit in de frontale kwab die alle leugens kenmerkte. Dit alles sprak voor de fMRI als leugendetector. Tot slot werd echter gekeken naar enkele praktische implicaties van de fMRI als leugendetector. Hieruit bleek een redelijke, maar niet volledige nauwkeurigheid (90% correctheid) wanneer leugens dienden te worden voorspeld bij
individuen, hetgeen te wijten was aan gebrekkige sensitiviteit. Daarbij bleek de fMRI vatbaar voor misleiding. Hierom werd geconcludeerd dat de fMRI nog niet geschikt is als
leugendetector.
Inleiding
“One may sometimes tell a lie, but the grimace that accompanies it tells the truth,” (Friedrich Nietsche, 1844-1900). Hoewel deze uitspraak wellicht niet letterlijk werd bedoeld illustreert deze wel het langstaande verlangen van de mens om leugen van waarheid te kunnen onderscheiden. Helaas leek de mogelijkheid tot leugendetectie voor een lange tijd buiten bereik.
Een leugen is een opzettelijke misleiding van anderen door ontkenning, achterhouding en verdraaiing van de waarheid, of de volledige fabricatie van een onwaarheid. Hoewel liegen vaak een negatieve lading heeft in de volksmond, biedt het enkele onderschatte sociale en evolutionaire voordelen (Abe, 2011; Langleben, 2008; Spence, 2004). Het gezegde ‘leugentje om bestwil’ suggereert zo al dat onwaarheden niet per se kwalijk hoeven zijn. In andere instanties leiden leugens echter wel tot schadelijke gevolgen, bijvoorbeeld wanneer een crimineel liegt om een celstraf te ontkomen. Een betrouwbare vorm van leugendetectie zou dus grote voordelen kunnen opleveren op een verscheidenheid aan gebieden, waaronder wetenschappelijk, economisch en uiteraard juridisch. Om deze redenen probeert men al eeuwen een betrouwbare methode van leugendetectie te ontwikkelen.
Verreweg de meest bekende leugendetector tot op heden is de polygraaf, uitgevonden in 1921. Het uitgangspunt van deze methode is dat liegen leidt tot veranderingen in het perifere zenuwstelsel, namelijk tot autonome opwinding. Deze opwinding kan worden
gemeten door veranderingen in ademhaling, bloeddruk, transpiratie, en huidgeleiding. Helaas, ondanks het langdurige gebruik van deze leugendetector, blijken de betrouwbaarheid,
validiteit en effectiviteit hiervan in het beste geval betwijfelbaar (Langleben, 2008; Simpson, 2008; Monteleone et. al, 2009). Het probleem lijkt dat verandering in het perifere
zenuwstelsel een slechte operationalisatie is voor liegen. Zo is autonome opwinding niet uitsluitend gerelateerd aan liegen maar ook aan andere vormen van gedrag en conditie, zoals angstigheid en boosheid. Daarbij kan autonome opwinding bewust worden opgewekt of juist onderdrukt (Kozel et. al, 2004).
Nieuwe hoop kwam met de uitvinding van elektro-encefalografie (EEG). Bij deze methode worden worden elektrodes op de schedel geplaatst, en worden elektrische activiteit in de hersenen worden gemeten. Hierbij werd verondersteld dat liegen meer moeite kost dan eerlijkheid, en dus gepaard gaat met toegenomen hersenactiviteit. Deze methode is gebaseerd op het uitgangspunt dat de hersenen de bron zijn van gedrag en cognitie. Zodoende zou leugendetectie het efficiëntst zijn als wordt gekeken naar veranderingen in de hersenen (het centrale zenuwstelsel), niet in het perifere zenuwstelsel; hoe dichter bij de bron, hoe minder ruis. Ondanks deze intuïtief aannemelijke aanpak bleek de EEG toch een matige
leugendetector. Zo kan er slecht worden bepaald welke hersengebieden er actief zijn, kan activiteit in dieper gelegen hersengebieden slechts matig worden gedetecteerd, en is de meting erg gevoelig voor ruis (Kalat, 2007; Langleben, 2008; Yasuno, 2007). Hierdoor is de data ambigu en interpretatie lastig.
Hierin leek de opkomst van moderne hersenscans een oplossing te bieden. Door middel van methodes zoals Positron Emission Tomography (PET) en functional Magnetic
Resonance Imaging (fMRI) is het mogelijk om een driedimensionaal beeld van
hersenweefsels en de activiteit hierin te construeren. In tegenstelling tot bij de EEG kan dus precies worden nagegaan welke hersendelen verhoogde activiteit vertonen en welke niet. Hoewel beide methodes zijn onderzocht als potentiële leugendetectors, is fMRI verreweg het populairst. Dat is waarschijnlijk omdat PET-scans de toediening van een chemische stof aan het bloed vereisen terwijl fMRI-scans dat niet doen. Zodoende is fMRI minder invasief, en
wordt deze methode veelal verkozen boven PET. Hierom zal in dit literatuuroverzicht ook worden gekeken naar de fMRI-scanner als leugendetector.
fMRI is gebaseerd op het feit dat actievere hersengebieden een hoger zuurstofgebruik hebben. Zuurstof wordt via het bloed naar deze hersendelen getransporteerd door het zuurstof-hechtende molecuul hemoglobine. Tijdens een fMRI-scan worden er magnetische
velden gecreëerd die de waterstofatomen in hemoglobine doen resoneren. Hierdoor geeft de hemoglobine een signaal af dat het apparaat vervolgens meet. De magnetische eigenschappen van hemoglobine veranderen echter op het moment dat zuurstof wordt afgegeven, waardoor het signaal dat wordt afgegeven ook verandert. De fMRI-scanner detecteert deze verandering, waardoor kan worden afgeleid wat het zuurstofverbruik (en dus de activiteit) van
verschillende hersengebieden is. Op deze manier kan deze methode een driedimensionaal beeld van de hersenen construeren waarbij actieve(re) hersendelen oplichten (Langleben, 2008; Spence, 2008). Men zou dus kunnen onderzoeken welke activiteitspatronen in de hersenen zijn geassocieerd met leugens, en deze voortaan hanteren om leugens te detecteren.
In dit opzicht lijkt de fMRI-scanner dus een goede vervanger van oude
leugendetectors. Het lijkt aannemelijk dat hersenactiviteit een betere operationalisatie van liegen is dan activiteit van het perifere zenuwstelsel, zoals gemeten met de polygraaf,
waardoor een reductie van ruis aannemelijk lijkt. Ook kan er met fMRI nauwkeuriger worden vastgesteld waar in de hersenen de activiteit plaatsvindt dan bij de EEG. Doordat de data minder ambigu is, zal de interpretatie ervan ook objectiever en eenduidiger zijn. Daarbij is fMRI waarschijnlijk niet vatbaar voor misleiding, aangezien het onplausibel lijkt dat
hersenactiviteit bewust kan worden beïnvloed (Lee, 2002). Tot dusver lijkt de fMRI-scanner dus een veelbelovende leugendetector. Naast dit praktische nut zou fMRI ook kunnen worden ingezet voor meer theoretische doeleindes; zo zou fMRI-onderzoek naar leugens veel kunnen
leren over de psychologische functies betrokken bij liegen. Ook kan het helpen het begrip over de hersenen en de neurologische correlaten betrokken bij deceptie te vergroten.
In dit literatuuroverzicht zal worden ingegaan op de geschiktheid van fMRI als methode van leugendetectie. Hiervoor zal worden gekeken naar de voordelen en nadelen van de fMRI-scanner als middel om leugens te identificeren en te onderscheiden van waarheid. In de eerste paragraaf zal worden ingegaan op de hersenactiviteit geassocieerd met liegen, zoals gedetecteerd met fMRI, en worden gekeken of hiermee kan worden voorspeld of iemand liegt. Hiermee wordt het potentieel van de fMRI-scanner als leugendetector geëvalueerd. In de tweede paragraaf wordt gekeken naar de hersenactiviteit en verschillen hierin bij
verschillende vormen van leugens. Hiermee wordt geëvalueerd of de fMRI-scanner ook werkt als leugendetector bij verschillende soorten leugens, of deze hiertussen kan onderscheiden. Tot slot wordt in de derde paragraaf gekeken naar potentiële implicaties en beperkingen van de fMRI-scanner als leugendetector in praktijksituaties.
Het onderscheiden van leugens en waarheid door middel van fMRI
Leugendetectors uit het verleden lieten vaak te wensen over. Deze leugendetectors maten veranderingen in het perifere zenuwstelsel, met de aanname dat dit gerelateerd is aan liegen. Helaas zijn deze veranderingen ook gerelateerd aan andere verschijnselen, waardoor deze leugendetectors erg vatbaar waren voor ruis en misleiding. Met moderne
hersenscanmethodes, zoals de fMRI, is het echter mogelijk om hersenactiviteit en
veranderingen hierin te meten. Aangenomen dat de hersenen de bron van zowel gedrag als
cognitie zijn, zou fMRI dus een directere en daarmee nauwkeurigere methode van leugendetectie zijn.
Voordat deze methode als leugendetector kan worden gebruikt, dient men echter te achterhalen wat het verschil is in hersenactiviteit tussen liegen en waarheidsgetrouwheid. Toen de EEG als leugendetector werd gehanteerd, werd er vanuit gegaan dat liegen is geassocieerd met verhoogde hersenactiviteit. Uit onderzoek van Kozel, Padgett en George (2004) bleek ditzelfde op te gaan voor leugendetectie met fMRI. Zij onderzochten de
verschillen in hersenactiviteit tussen leugens en waarheidsgetrouwheid in fysiek en psychisch gezonde vrijwilligers. Hierin werd gebruik gemaakt van een bekende opzet voor
leugenonderzoek: de verbergtaak. Dit houdt in dat de deelnemer een waardevol object (bijv. geld of sierraden) dient te pakken en op een nieuwe plek moet verbergen. Hierna wordt de deelnemer ondervraagd over de verbergplek van het object1. Tijdens de ondervraging waren er twee condities. In de waarheidsconditie dienden de deelnemers waarheidsgetrouw te antwoorden, in de leugenconditie dienden ze te liegen. Deelnemers doorliepen alle condities in een willekeurige volgorde2. Tijdens de ondervragingen werd hersenactiviteit gemeten middels fMRI. Verschillen in hersenactiviteit tussen waarheidsgetrouwheid en leugens werden bepaald door de activiteit gevonden in één staat van de activiteit gevonden in een andere staat af te trekken3. Vergelijkingen van condities werden gedaan op groepsniveau; dat wil zeggen dat de resultaten (fMRI-data) van iedere deelnemer uit een conditie worden samengenomen tot één resultaat. Dit wordt gedaan voor iedere conditie, en vervolgens
worden deze conditie-resultaten vergeleken.4 Hieruit bleek er significant meer hersenactiviteit in de leugenconditie dan in de waarheidsconditie. Liegen blijkt dus geassocieerd met
1 Als in volgend onderzoek wordt gesproken van een ‘verbergtaak’ mag worden uitgegaan van een gelijke opzet. 2 +3 + 4
Als in volgend onderzoek niet anders staat vermeld, mag worden aangenomen dat deze methode was gehanteerd.
7
verhoogde hersenactiviteit, hetgeen suggereert dat liegen meer inspanning vereist dan
eerlijkheid, zoals ook werd aangenomen bij EEG-leugendetectie. Hieruit volgt de vraag waar deze additionele inspanning voor nodig is. Één verklaring is dat liegen extra executieve functies vereist.
Executieve functies, ook wel bekend als controlefuncties, omvatten planning,
probleemoplossend vermogen, adaptief gedrag, de initiatie en inhibitie van handelingen en de bewuste manipulatie van informatie (Langleben, 2002; Spence, 2004). De betrokkenheid van deze functies bij liegen lijkt inderdaad logisch. Zo lijkt het logisch dat inhibitie nodig is voor het onderdrukken van de waarheid, of dat manipulatie van informatie nodig is voor het verdraaien van de waarheid. Kortom, er wordt gedacht dat liegen gecontroleerd gedrag is, en zodoende wordt gestuurd door executieve (controle-)functies. Executieve functies worden geassocieerd met activiteit in de frontale kwab, het voorste gedeelte van het cerebrale cortex (Kalat, 2009; Stahl, 2008). Als liegen dus inderdaad extra inspanning van executieve functies vereist, kan men verwachten dat de verhoogde activiteit waargenomen bij liegen in de frontale kwab plaatsvindt. Deze verwachting werd beaamd in de fMRI-studie van Bhatt, Mbwana, Adeyemo, Sawyer, Hailu en Vanmeter (2008). Zij onderzochten de hersengebieden
geassocieerd met liegen in 18 neuro-psychologisch gezonde vrijwilligers. De onderzoeksopzet besloeg een herkenningstaak; hierbij krijgen deelnemers een set stimuli te zien die zij dienen te onthouden. Vervolgens wordt aan deze set nog een nieuwe set soortgelijke stimuli
toegevoegd. Vervolgens worden al deze stimuli in willekeurige volgorde aan de deelnemer gepresenteerd, en dient de deelnemer voor iedere stimulus aan te geven of deze bekend is of nieuw5. In dit onderzoek waren de stimuli afbeeldingen van gezichten. In de
waarheidsconditie dienden de deelnemers de herkenningstaak waarheidsgetrouw uit te voeren, en in de leugenconditie dienden ze hierbij te liegen. Dit gebeurde terwijl hersenactiviteit werd
5 Als in volgend onderzoek wordt gesproken van een ‘herkenningtaak’ mag worden uitgegaan van een gelijke opzet.
8
gemeten middels fMRI-scanner. Er bleek dat liegen, vergeleken met waarheidsgetrouwheid, gepaard ging met verhoogde activiteit in de frontale en pariëtale kwab. Verhoogde activiteit in de frontale kwab werd gevonden in de Gyrus Frontalis (voortaan: GF), de Cortex Cingularis Anterior (voortaan: CCA), en het Dorsolaterale Prefrontale Cortex (voortaan: DLPFC). Verhoogde activiteit in de pariëtale kwab werd gevonden in de Gyrus supramarginalis en de bilaterale Precuneus.
Zoals verwacht blijkt liegen dus geassocieerd met verhoogde activiteit in de frontale kwab, namelijk in de GF, de CCA, en de DLPFC. De GF is geassocieerd met zelfbewustzijn, episodisch geheugen, en inhibitie, de CCA met het overzien conflictsituaties en
impulscontrole, en het DLPFC met planning, cognitieve adaptiviteit, en het vasthouden en manipuleren van informatie in het werkgeheugen (Abe, 2011). Deze resultaten beamen de verwachting dat liegen additionele inspanning van executieve functies vereist. Een
onverwachte vinding was dat liegen ook gepaard ging met toegenomen activiteit in de pariëtale kwab, namelijk in de Gyrus supramarginalis, geassocieerd met taalbegrip- en verwerking; en in de Pecuneus, geassocieerd met zelfbewustzijn en episodisch geheugen (Cavanna & Trimble, 2006; Mohamed, Faro, Gordon, Platek, Ahmad, & Williams, 2006). De activiteit in de Gyrus supramarginalis kan worden verklaard als gevolg van de taak, namelijk de verwerking van de vragen of de responsen hierop. De activiteit in de Pecuneus is mogelijk geassocieerd met het herinneren van de waarheid, om hiervoor zodoende een onwaar
alternatief voor te construeren.
Samenvattend blijkt het mogelijk om middels fMRI te identificeren welke
activiteitspatronen zijn geassocieerd met liegen. Dit zijn echter descriptieve resultaten. Dat wil zeggen dat er, welwetend wanneer er was gelogen en wanneer niet, werd gekeken welke hersengebieden verhoogde activiteit vertoonden. Als de fMRI-scanner echter zou worden toegepast als leugendetector moet men ook kunnen voorspellen; er moet onderscheid kunnen
worden gemaakt tussen leugen en waarheid zonder dat de beoordelaar weet wanneer er gelogen is. Onderzoek van Hakun et al. (2009) toonde aan dat er met redelijke
nauwkeurigheid onderscheid kan worden gemaakt tussen waarheidsgetrouwe en gelogen responsen middels fMRI. Aan dit onderzoek deed één deelnemer mee. De deelnemer diende zes vragen te beantwoorden, drie vragen waarheidsgetrouw en drie gelogen. Tijdens deze taak werd hersenactiviteit gemeten met fMRI-scans. Vervolgens dienden onderzoekers aan de hand van de gemaakte hersenscans identificeren wanneer er was gelogen. Dit werd gedaan met de verwachting dat liegen gepaard gaat met verhoogde activiteit in het Prefrontale Cortex (voortaan: PFC), zoals gevonden in eerder onderzoek van Langleben (2005). Alle
waarheidsgetrouwe antwoorden en twee van de drie gelogen antwoorden werden correct geïdentificeerd.
Uit deze paragraaf kan worden geconcludeerd dat men middels een fMRI verschillen tussen leugens en waarheid kan detecteren. Liegen bleek geassocieerd met verhoogde hersenactiviteit in de frontale en pariëtale kwab, in hersengebieden geassocieerd met
executieve functies zoals inhibitie en informatiemanipulatie. Dit ondersteunt de hypothese dat liegen een vorm van gecontroleerd gedrag is, en zodoende input van deze eerdergenoemde controlefuncties vereist. Daarbij bleek nog dat men aan de hand van fMRI-data met redelijk precisie onderscheid maken tussen leugens en waarheid. Dit suggereert dat de fMRI geschikt zou zijn als leugendetector.
Er bestaan echter veel verschillende soorten leugens. Zoals hiervoor al beschreven beslaat liegen niet alleen het fabriceren van onwaarheden, maar bijvoorbeeld ook de
verdraaiing of ontkenning van waarheden. Het is nog maar de vraag of al deze verschillende vormen van leugens kunnen worden onderscheiden van waarheid. Daarbij kan men zich afvragen of deze allemaal worden gekenmerkt door dezelfde patronen van hersenactiviteit. Hierop zal worden ingegaan in de volgende paragraaf.
De identificatie en onderscheiding van verschillende soorten leugens
middels fMRI
In de vorige paragraaf bleek dat door middel van fMRI leugens van waarheid kunnen worden onderscheiden. Dit suggereert dat de fMRI goed zou functioneren als leugendetector. Er zijn echter verschillende vormen van liegen, en het is mogelijk dat deze verschillende leugens gerelateerd zijn aan verschillende patronen van hersenactiviteit. De vraag is dan of verschillende vormen van leugens leiden tot verschillende patronen van hersenactiviteit, en of al deze vormen van leugens kunnen worden onderscheiden van waarheidsgetrouwheid door midden van fMRI. Hierop wordt ingegaan in deze paragraaf.
Een voor de hand liggend voorbeeld van verschillende soorten leugens ligt bij ontkenning van de waarheid (ontkenning) tegenover het bekennen van een onwaarheid (deceptie). Hoewel beiden leugens zijn, kan men zich afvragen of deze leugens dezelfde resultaten zullen opleveren als ze worden bekeken op hersenniveau. Abe et al. (2006) toonden aan dat fMRI niet alleen onderscheid kan maken tussen deze twee vormen van liegen en waarheidsgetrouwheid, maar ook tussen de twee soorten leugens onderling. Zij onderzochten dit met neurologisch gezonde deelnemers. Het onderzoek omvatte een herkenningstaak, met afbeeldingen van voorwerpen als stimuli. In de eerlijkheidsconditie dienden de deelnemers waarheidsgetrouw te reageren, en in de leugenconditie dienden ze te liegen. In de
leugenconditie werd onderscheid gemaakt tussen ontkenning (onwaar ontkennen de stimulus te herkennen) en deceptie (onwaar beweren de stimulus wel te herkennen). Hersenactiviteit werd gemeten met een PET-scan. Hieruit bleek verhoogde activiteit in het DLPFC en het
Ventrolaterale PFC (voortaan: VLPFC) in de leugenconditie ten opzichte van de
waarheidsconditie. Verder bleek bij ontkenning, maar niet bij deceptie, verhoogde activiteit in de CCA ten opzichte van de waarheidsconditie.
In overeenstemming met voorgaande vindingen bleek dat leugens zijn geassocieerd met verhoogde activiteit in de frontale kwab; de DLPFC, geassocieerd met planning, en het vasthouden en manipuleren van informatie, en de VLPFC geassocieerd met inhibitie en motorische controle. Een toevoeging hieraan was dat alleen ontkenning, maar niet deceptie, geassocieerd bleek met verhoogde activiteit in de CCA. Zoals eerder al gezegd is de CAA geassocieerd met inhibitie, waardoor het logisch lijkt dat dit hersendeel actiever is in gevallen waar de waarheid moet worden ontkent (oftewel geïnhibeerd) dan wanneer deze moet worden verdraaid. Een opvallendheid is dat deze studie is uitgevoerd met PET-scans in plaats van fMRI’s. Zoals eerder al gezegd meten beiden methodes echter hetzelfde, namelijk
hersenactiviteit. Hierom wordt aangenomen dat de resultaten van een PET-scan vergelijkbaar zijn met die van fMRI.
Uit het vorige onderzoek bleek al dat ontkenning en deceptie ieder geassocieerd zijn met verschillende activiteitspatronen, en dat beiden vormen van liegen onderscheidbaar van waarheidsgetrouwheid middels fMRI. Er zijn echter nog veel andere vormen van leugens waarvoor ditzelfde zou kunnen opgaan, bijvoorbeeld spontaan liegen en voorbereid liegen. Spontaan liegen is het ter plekke verzinnen van onwaarheden, en voorbereid liegen is het uiten van onwaarheden waar vooraf over is nagedacht. Ganis, Kosslyn, Stose, Thompson en Yurgelun-Todd (2003) toonden aan dat deze twee vormen van liegen zowel van elkaar als van waarheidsgetrouwheid kunnen worden onderscheiden middels fMRI. In dit onderzoek
dienden de deelnemers driemaal vragen over een memorabele persoonlijke ervaring te beantwoorden. In de waarheidsconditie dienden de antwoorden waarheidsgetrouw te zijn. In de spontaan-leugenconditie dienden het spontaan bedachte leugens te zijn, en in de
voorbereid-leugenconditie dienden het leugens te zijn waar vooraf over nagedacht en op geoefend was. Ondertussen werd hersenactiviteit gemeten met fMRI-scans. Er bleken significante verschillen in hersenactiviteit tussen condities. Er werd toegenomen activiteit in het VLPFC waargenomen in beiden leugencondities ten opzichte van de waarheidsconditie. Verder werd er in de voorbereid-leugenconditie meer hersenactiviteit waargenomen in de GF ten opzichte van de spontaan-leugenconditie. In de spontaanleugen-conditie bleek meer activatie in de CCA en in de visuele cortex, ten opzichte van de voorbereid-conditie.
Opnieuw bleken beiden vormen van leugens dus gekenmerkt door verhoogde
hersenactiviteit in de frontale kwab, maar daarbij onderling onderscheidbaar door activiteit in specifieke hersengebieden. Zo bleken alleen voorbereide leugens geassocieerd met verhoogde activiteit in de GF, geassocieerd met episodisch geheugen. Dit suggereert dat leugens die voorafgaand aan het werkelijke liegen zijn bedacht geheugenactiviteit vereisen, een
vanzelfsprekend resultaat. Spontane leugens daarentegen bleken geassocieerd met verhoogde activiteit in de CCA, geassocieerd met conflictmonitoren en inhibitie, en het visuele cortex, geassocieerd met visualisatie. Mogelijk vereist het spontaan verzinnen van een leugen dus meer inhibitie van de waarheid, en meer visualisatie van de gelogen situatie dan de waarheid.
Tot dusver lijkt het er op dat fMRI in staat is om allerlei verschillende soorten leugens te onderscheiden van de waarheid, zowel als van elkaar. Dit spreekt voordelig voor fMRI als leugendetectiemethode. Een nog onbesproken maar belangrijk vraagstuk is echter of fMRI ook onderscheid kan maken tussen opzettelijke en onopzettelijke leugens. In al het vorige onderzoek is uitsluitend gekeken naar opzettelijke leugens (doelbewust onwaar antwoorden) maar nog niet naar onopzettelijke leugens (per ongeluk onwaar antwoorden). Dit onderscheid lijkt bijzonder belangrijk op zowel theoretisch als praktisch niveau. Als fMRI onbedoelde onwaarheden niet van opzettelijke leugens kan onderscheiden, kan men immers al snel gaan twijfelen over de fMRI-scanner als leugendetector, zowel als over eerder fMRI-onderzoek
naar liegen. Lee, Au, Liu, Ting, Huang en Chan (2009) toonden echter aan dat er middels fMRI weldegelijk onderscheid kan worden gemaakt tussen opzettelijke en onopzettelijke leugens. Het onderzoek werd uitgevoerd met neurologisch en psychologisch gezonde deelnemers, en omvatte een herkenningstaak met woorden als stimuli. In de
waarheidsconditie dienden de deelnemers waarheidsgetrouw te reageren. In de leugenconditie dienden de deelnemers opzettelijk te liegen. Ondertussen werd hersenactiviteit gemeten middels fMRI. Daarbij werd er gekeken naar onopzettelijke leugens, oftewel gevallen dat er per abuis correct werd geantwoord in de leugenconditie of incorrect in de waarheidsconditie. Deze gevallen werden niet meegenomen in het vergelijken van de condities. Uit vergelijking van de fMRI-scans bleek significant verhoogde hersenactiviteit in de leugenconditie ten opzichte van de waarheidsconditie. Bij onopzettelijke leugens bleek geen significante toename van hersenactiviteit. Ook bleek significant verhoogde activiteit in de VLPFC, de Cortex Cingularis posterior, en de Precuneus in de leugenconditie vergeleken met de onopzettelijke leugens.
Opzettelijke leugens blijken dus geassocieerd met verhoogde hersenactiviteit terwijl onopzettelijke leugens dat niet zijn. Deze verhoogde activiteit werd waargenomen in de VLPFC, geassocieerd met inhibitie en motorische controle; de Precuneus, geassocieerd met zelfbewustzijn en episodisch geheugen; en in de posterior cingulate, geassocieerd met
inhibitie van aangeleerde regels (Amos, 2000). Een mogelijke verklaring voor de vinding dat alleen opzettelijk liegen was geassocieerd met verhoogde hersenactiviteit, ligt bij de eerder besproken stelling dat liegen extra inspanning (en daarmee extra hersenactiviteit) behoeft omdat het gecontroleerd gedrag is. Mogelijk is onopzettelijk liegen, oftewel het onbedoeld
maken van fouten, dan geen gecontroleerd gedrag, en gaat het daarom niet gepaard met verhoogde hersenactiviteit6.
Tot dusver lijkt het er dus dat de fMRI-scanner functioneert als leugendetector bij een verscheidenheid aan leugens, hetgeen opnieuw spreekt voor het gebruik van deze methode. Er is echter nog een belangrijk aspect waar niet naar is gekeken, namelijk naar de sociale en emotionele aspecten gerelateerd aan liegen. In de voorgaande onderzoeken kregen mensen namelijk expliciete instructies om opzettelijk te liegen, waardoor het onwaarschijnlijk is dat het liegen werd ervaren als een sociaal of moreel onacceptabele handeling. In realistische leugenscenario’s is het echter aannemelijk dat mensen zich erg bewust zijn van het feit dat zij anderen misleiden (terwijl anderen dat niet willen), en zich hier ongemakkelijk bij voelen. Mogelijk leidt deze emotionele reactie tot andere hersenactiviteit dan is waargenomen in voorgaand onderzoek. Voordat fMRI kan worden gebruikt als leugendetectiemethode dient er dus te worden gekeken of sociaal ongewenste leugens ook onderscheidbaar zijn van
waarheidsgetrouwheid, en met wat voor activiteitspatronen deze gepaard gaan. Abe, Suzuki, Mori, Itoh en Fujii (2007) toonden aan dat zowel gewenst als ongewenst liegen
onderscheidbaar zijn van waarheidsgetrouwheid, ondanks dat beiden leugens gaan gepaard met verschillende hersenactiviteitspatronen. Dit onderzoek werd uitgevoerd met 16
neurologisch en psychologisch gezonde vrijwilligers. De taak was om 48 vragen over
persoonlijke gegevens te beantwoorden. De deelnemers werden willekeurig ingedeeld in één van vier condities. In de eerlijk-waarheid-conditie instrueerde een onderzoeker de deelnemers om waarheidsgetrouw te antwoorden, in de eerlijk-leugen-conditie dienden ze juist te liegen. De oneerlijk-waarheid-conditie was hetzelfde als de eerlijk-waarheid-conditie, alleen
instrueerde een tweede onderzoeker de deelnemer om ‘stiekem’ het tegenovergestelde te doen van wat de eerste onderzoeker had gezegd (dus te liegen in plaats van de waarheid vertellen).
6
Dit is echter slechts een hypothese, en vereist nader onderzoek voordat deze mag worden aangenomen.
15
De oneerlijk-leugen-conditie was hetzelfde, alleen tegenovergesteld. Tijdens het
beantwoorden van de vragen werd hersenactiviteit gemeten, door middel van een PET-scan. Hieruit bleek er activiteit in de DLPFC en anterior PFC geassocieerd met de leugen-condities ten opzichte van de waarheid-condities. Verder bleek er verhoogde activiteit in de
Ventromediale PFC en Amygdala in de oncondities ten opzichte van de eerlijk-condities.
Uit deze paragraaf kan worden geconcludeerd dat verschillende soorten leugens zijn geassocieerd met verschillende patronen van hersenactiviteit, en dat deze onderling
onderscheidbaar zijn door middel van fMRI-scan.
Uit het eerste onderzoek bleek dat ontkenning, ten opzichte van deceptie, gepaard ging met meer activiteit in hersengebieden gerelateerd aan inhibitie. Uit het tweede onderzoek bleek dat voorbereide leugens gerelateerd zijn aan verhoogde activiteit in hersendelen gerelateerd aan geheugen, en spontane leugens aan verhoogde activiteit in hersendelen geassocieerd met visualisatie en inhibitie. Uit het derde onderzoek bleek dat opzettelijke leugens, ten opzichte van onopzettelijke leugens, zijn geassocieerd met verhoogde activiteit in hersenregionen gerelateerd aan inhibitie, zelfbewustzijn, geheugen, en inhibitie van
aangeleerde regels. Uit het laatste onderzoek bleek dat (sociaal) ongewenst liegen, vergeleken met gewenst liegen, gepaard gaat met verhoogde activiteit in hersengebieden gerelateerd aan emotieregulatie. Daarbij bleek uit alle onderzoeken dat al deze vormen van leugens
onderscheidbaar waren van waarheidsgetrouwheid. Dit alles is samen te vatten in twee belangrijke conclusies. Ten eerste is fMRI in staat om onderscheid te maken tussen waarheid en een verscheidenheid aan leugens. Dit suggereert dat de fMRI-scanner een geschikte leugendetector zal zijn. Een tweede conclusie is dat hersenscanmethodes zoals fMRI licht kunnen werpen op de psychologische en neurologische eigenschappen gerelateerd aan liegen.
Helaas kunnen de hierboven besproken resultaten ook worden gezien als een potentieel struikelblok voor de fMRI-scanner als leugendetector. Zo lijkt het feit dat
verschillende soorten leugens zijn geassocieerd met verschillende activiteitspatronen juist een probleem bij het voorspellen van leugenarij. Om predictief te kunnen bepalen of iemand liegt dient men namelijk een verwachting te hebben over de activiteit gerelateerd aan liegen, wat dus zou betekenen dat men a priori moet weten wat voor leugen iemand eventueel zal
vertellen. Dit hoeft echter geen probleem te zijn, aangezien één resultaat constant was: liegen werd geassocieerd met verhoogde activiteit in de frontale kwab (voornamelijk in de PFC), ongeacht van de soort leugen. Het lijkt er dus op dat dit de grootste gemene deler van liegen is. Als men fMRI dus zou inzetten als leugendetectiemethode, kan worden bepaald of iemand liegt aan de hand van verhoogde activiteit in de frontale kwab. Overige hersenactiviteit kan eventueel additionele informatie verschaffen over de soort leugen.
Tot nu toe lijkt de fMRI als leugendetector een veelbelovend vooruitzicht. Op deze voorlopige conclusie zal kritisch worden ingegaan in de volgende paragraaf, waarin wordt gekeken naar de beperkingen en implicaties van leugendetectie middels fMRI in
praktijksituaties.
Praktische implicaties en beperkingen van fMRI als methode van
leugendetectie
In de vorige paragrafen kwam naar voren dat het mogelijk is om door middel van fMRI leugens van waarheid te onderscheiden, door middel van verschillen in hersenactiviteit in verschillende gebieden. Verhoogde activiteit de frontale kwab bleek geassocieerd met
liegen in het algemeen. Verhoogde activiteit in andere gebieden, zoals de pecuneus of
amygdala, bleek slechts geassocieerd met specifieke vormen van liegen, zoals geoefend liegen of liegen in een sociale context. Uiteindelijk werd geconcludeerd dat de fMRI-scanner
geschikt zou zijn als leugendetector, tenminste in theorie. Hierbij zijn enkele praktische zaken echter nog niet overwogen. Daarom zal in deze paragraaf worden ingegaan op het vraagstuk of de fMRI-scanner werkelijk geschikt is als leugendetector in praktijksituaties.
Een eerste aanmerking op vorig fMRI-onderzoek naar leugenarij is dat het gros ervan is uitgevoerd met een vrij onrealistische opzet. Dat wil zeggen, echte situaties waarin de fMRI-scanner als leugendetector zal worden ingezet (bijv. rechtszaken) zullen waarschijnlijk sterk verschillen van de kalme, consequentievrije omgeving die in veel onderzoekssituaties werd gecreëerd. Mohamed et al. (2006) toonden echter aan dat het ook mogelijk is om leugen van waarheid te onderscheiden in een realistische setting middels fMRI. Dit werd onderzocht met 11 neurologisch en psychologisch gezonde vrijwilligers. Het onderzoek omvatte een fictioneel scenario over een geweer dat was afgeschoten in een ziekenhuis. In de helft van de scenario’s had de deelnemer zelf het geweer afgeschoten, in de andere helft had de deelnemer het schot slechts gehoord. Vervolgens werden de deelnemers ondervraagd over het scenario. In de waarheidsconditie dienden de deelnemers waarheidsgetrouw te antwoorden
(waarheidsgetrouw te bekennen of ontkennen), in leugenconditie dienden zij te liegen (onwaar te bekennen of ontkennen). Deelnemers werden eenmaal ondervraagd tijdens een polygraafmeting, een eenmaal tijdens een fMRI-meting. Middels de polygraaf konden drie deelnemers uit de schuldconditie en vier uit het onschuldconditie (64% in totaal) correct worden geïdentificeerd. Uit de fMRI-meting bleek significant meer hersenactiviteit in leugenconditie vergeleken met de waarheidsconditie; in de leugenconditie vertoonden 14 hersengebieden in de frontale, temporale en pariëtale kwab significante activiteitsverhoging vergeleken met de ruststaat, terwijl dit er maar zeven waren in de waarheidsconditie. Hieruit
blijken twee opmerkelijke zaken: ten eerste bleek dat de polygraaf een matige leugendetector is, aangezien bij slechts 64% van de gevallen correct worden geïdentificeerd of er was
gelogen of niet (hetgeen nauwelijks boven het gokkans-percentage van 50% ligt). Ten tweede bleek dat meer hersengebieden verhoogde activiteit vertoonden tijdens leugenarij dan in vorig onderzoek. Mogelijk is dit het gevolg van de realistischere opzet; de taak is immers
complexer, dus het lijkt aannemelijk dat deze meer verwerking (en dus hersenactiviteit) vereist dan vorige, klinische onderzoekstaken. Helaas is er in dit onderzoek niet gepoogd om leugenaars te identificeren middels fMRI, zoals wel was gedaan met de polygraaf. Uit het duidelijke verschil in hersenactiviteit tussen leugens en waarheidsgetrouwheid kan echter worden geconcludeerd dat fMRI een veelbelovend alternatief is voor de polygraaf als leugendetector.
Er zijn echter meer potentiële struikelblokken voor fMRI als leugendetectiemethode. Zo is veel voorgaand onderzoek uitgevoerd op groepsniveau. Hierbij werd de fMRI-data van alle mensen binnen één groep gecombineerd tot één resultaat, namelijk een soort gemiddelde hersenactiviteit van de hele groep. Vervolgens werden de verschillende groepsresultaten vergeleken om te bepalen welke hersengebieden andere activiteit vertoonden in de ene groep (waarheidsgetrouwheid) dan in de andere (leugenarij). Aan de hand van activiteit in deze hersengebieden zou dan in het vervolg predictief kunnen worden bepaald wanneer er wordt gelogen. In praktijksituaties zal men echter veelal willen bepalen of één individu liegt (bijv. wanneer in een rechtszaak moet worden bepaald of een verdachte schuldig is), en het is twijfelachtig of de resultaten verkregen uit groepsanalyses vertalen naar het individu. Zo bleek uit onderzoek van Kozel et al. (2004) dat er geen specifiek hersendeel is dat bij ieder individu verhoogde activiteit vertoont tijdens het liegen. De neurologisch en psychologisch gezonde deelnemers van dit onderzoek voerden een verbergtaak uit. In de waarheidsconditie dienden de deelnemers waarheidsgetrouw te antwoorden, in de leugenconditie dienden ze
juist te liegen. Ondertussen werd hersenactiviteit gemeten middels fMRI. Verschillen in hersenactiviteit werd geanalyseerd op zowel groepsniveau en op individueel niveau. Analyse op individueel niveau houdt in dat iedere deelnemer met zichzelf in verschillende condities werd vergeleken. Op groepsniveau werd er significant toegenomen hersenactiviteit gevonden in de frontale kwab (in het orbitofrontale cortex en CCA) in de leugenconditie ten opzichte van de waarheidsconditie. In de individuele analyses was er echter geen enkel hersengebied dat bij alle proefpersonen verhoogde activatie vertoonde tijdens het liegen.
Dit suggereert dat leugendetectie middels fMRI niet mogelijk is op individueel niveau; het lijkt immers moeilijk om te bepalen of een individu liegt als er niet één overeenkomstig hersendeel is dat bij iedereen dezelfde activiteit vertoont tijdens het liegen. Het is echter ook mogelijk dat zoeken naar één overeenkomstig hersendeel verantwoordelijk voor liegen een verkeerde aanpak is. Wellicht is het efficiënter om een model te construeren waarmee men kan voorspellen of een respons waarheidsgetrouw of gelogen is. Hierbij kan activiteit in ieder relevant gebied een aparte predictor zijn voor het uiteindelijke criterium, namelijk of een individu liegt of niet. Op deze manier hoeft het geen probleem te zijn als niet ieder individu exact dezelfde hersenactiviteit vertoont tijdens het liegen, aangezien de voorspelling wordt gedaan aan de hand van de som van de activiteit van een set hersendelen. Uit fMRI-onderzoek van Kozel, Johnson, Mu, Grenesko, Laken, en George (2005) bleek inderdaad dat
leugendetectie in individuen mogelijk kon worden gemaakt door middel van een model zoals hierboven beschreven. Het onderzoek omvatte een verbergtaak. Het te verbergen object was voor de ene helft van de deelnemers een horloge, en voor de andere helft een ring. Vervolgens werden de deelnemers ondervraagd over de locatie van beiden objecten. De deelnemers dienden te liegen op vragen over het door hun verborgen object, en waarheidsgetrouw te antwoorden op vragen over het andere object. Ondertussen werd hersenactiviteit gemeten middels een fMRI-scanner. Er was een groepsanalyse gevolgd door een individuele analyse.
In de groepsanalyse werden alle samengenomen resultaten uit de waarheidsconditie met die uit de leugenconditie vergeleken. Hierbij werd er significant verhoogde hersenactiviteit gevonden in hersencluster 1 (ACC, frontale cortex inferior en medialis), hersencluster 2 (orbitofrontal cortex, frontale cortex inferior, en insula), en hersencluster 4 (frontal cortex superior en medialis) in de leugenconditie ten opzichte van de waarheidsconditie. Vervolgens werd er een model opgesteld aan de hand van activiteit in deze drie clusters, waarmee kon worden bepaald of een individu liegt of niet (de individuele analyse). Aan de hand van dit model werd gepoogd om bij dezelfde 30 deelnemers, en bij 31 nieuwe individuen te voorspellen op welke vragen er was gelogen. De nieuwe individuen waren fysiek en
psychologisch gezonde vrijwilligers van gemiddeld 34.4 jaar. Bij zowel de oude deelnemers als de nieuwe individuen kon er bij 28 (93% en 90% respectievelijk) correct worden
geïdentificeerd welk object er was verborgen, dus wanneer er was gelogen en wanneer niet. Met deze aanpak lijkt fMRI dus een veelbelovende methode van leugendetectie op
individueel niveau. Een bijkomstigheid is de aanzienlijke verbetering van nauwkeurigheid door het gebruik van fMRI ten opzichte van de polygraaf, met correctheidspercentages van 90% en 64% respectievelijk.
Ondanks deze verbetering laat de nauwkeurigheid van de fMRI-scanner als leugendetector nog steeds te wensen over. Zo kon in 10% van de gevallen nog steeds niet correct worden geïdentificeerd of iemand had gelogen. Hieruit volgt het vraagstuk van waar deze residuele onnauwkeurigheid vandaan komt. Mogelijk faalt de fMRI in het detecteren van leugens, of wellicht juist in het correct identificeren van de waarheid. Met andere woorden, het probleem kan liggen bij de sensitiviteit (het correct identificeren van leugens) of de bij de specificiteit (het correct identificeren van waarheden), of zelfs bij beiden. Kozel en collega’s besloten door te bouwen op hun vorige onderzoek (Kozel, Johnson, Mu, Grenesko, Laken & George, 2005) om dit vraagstuk te beantwoorden. Hieruit volgde het onderzoek van Kozel et
al. (2008) waaruit bleek dat de specificiteit van de fMRI-scanner als leugendetector
verantwoordelijk is voor diens gebrekkige nauwkeurigheid. Dit onderzoek werd uitgevoerd met 24 medisch en psychologisch gezonde deelnemers. Deze deelnemers werden willekeurig ingedeeld in één van twee condities. In de schuldconditie diende de deelnemers een
waardevol object te stelen en vernietigen. In de onschuldconditie hoorden de deelnemers slechts dat er een waardevol object was gestolen, en dat zij een alibi voor het tijdstip van de diefstal behoefden. Een week hierna volgde een ondervraging over de diefstal. Deelnemers uit de onschuldconditie dienden waarheidsgetrouw te antwoorden, en deelnemers uit de
schuldconditie dienden te liegen. Tijdens de ondervraging werd hersenactiviteit gemeten met een fMRI-scan. Aan de hand van activiteitsverschillen werd gepoogd te identificeren welke deelnemer in welke conditie zat. Hierbij werd gebruikgemaakt van hetzelfde model als in het 2005-onderzoek. Negen van de negen deelnemers (100%) uit de schuldconditie en vijf van de vijftien deelnemers (33%) uit de onschuldconditie konden correct worden geïdentificeerd. De fMRI is dus nauwkeurig op het gebied van sensitiviteit, maar presteert slechts matig op het gebied van specificiteit. Leugenaars worden dus correct geïdentificeerd maar eerlijke mensen worden vaak als leugenaars bestempeld. In praktijksituaties, zoals een rechtszaak, kan dit schadelijke gevolgen hebben voor onschuldige betrokkenen – zodoende spreekt dit tegen het gebruik van fMRI als leugendetectiemethode.
Een mogelijke oplossing voor dit gebrek aan specificiteit is de toevoeging van
alternatieve metingen. Eerder bleek immers al dat het samenvoegen van meerder predictoren leidde tot verhoogde predictieve nauwkeurigheid; het is dus mogelijk dat een additionele predictor het overige beetje ruis verklaren. Één mogelijkheid is om perifere metingen, zoals uitgevoerd met de polygraaf, samen te voegen met die van de fMRI. Hoewel de polygraaf als leugendetector op zich te wensen overlaat, is het mogelijk dat het wel kan bijdragen aan de nauwkeurigheid van de fMRI-scanner. Ditzelfde idee hadden Kozel et al. (2009), toen zij
nogmaals voortbouwden op hun 2005-studie. Helaas bleek dat de nauwkeurigheid van fMRI als leugendetectiemethode niet kon worden verbeterd met de toevoeging van een perifere meting. De 26 deelnemers van dit onderzoek waren verzameld uit het sample van “nieuwe individuen” uit de 2005-studie. De onderzoeksopzet omvatte tevens dezelfde verbergtaak (met een verborgen ring of horloge). Ditmaal werd de meting van hersenactiviteit door middel van een fMRI-scan echter aangevuld met een simultane polygraafmeting, waarmee huidgeleiding (beter bekend als Electrodermal Activity; voortaan: EDA) werd gemeten. Vervolgens werd gekeken of er aan de hand van hersenactiviteit, en hersenactiviteit gecombineerd met EDA kon worden geïdentificeerd wanneer een deelnemer loog. Hierbij werd opnieuw
gebruikgemaakt van hetzelfde model als in de 2005-studie. Om de toegevoegde waarde van EDA-metingen te bepalen werd EDA als predictor aan dit model toegevoegd. Aan de hand van hersenactiviteit, zoals gemeten met fMRI, kon bij 24 deelnemers (92%) correct worden geïdentificeerd wanneer zij hadden gelogen. Dit bleef onveranderd als EDA hieraan werd toegevoegd, hetgeen suggereert dat de toevoeging van een perifere meting de nauwkeurigheid van de fMRI-scanner als leugendetector niet kan verbeteren. Mogelijk was dit wel mogelijk geweest met de toevoeging van een andere additionele meting, maar helaas is dat tot op heden nog niet onderzocht.
Ondertussen lijkt de geschiktheid van fMRI als leugendetectiemethode er steeds minder zonnig uit te zien; hoewel het goed lijkt te kunnen voorspellen wanneer een individu liegt, blijkt het matig in het identificeren van eerlijkheid. Dit kan grote morele en ethische problemen opleveren in praktijksituaties. Daarbij moet hieraan nog een laatste probleempunt worden toegevoegd. Zo leek een voordeel van de fMRI-scanner boven oude leugendetectors zoals de polygraaf dat deze niet gevoelig was voor misleiding. Het lijkt immers
onwaarschijnlijk dat mensen hersenactiviteit kunnen veinzen of onderdrukken. Uit het onderzoek van Ganis, Rosenfeld, Meixner, Kievet en Schedan (2011) bleek echter dat zelfs
minimale lichaamsbewegingen al dusdanig veel ruis in de fMRI-meting kunnen veroorzaken dat diens nauwkeurigheid als leugendetectiemethode aanzienlijk daalt. In dit onderzoek werd gekeken naar de effectiviteit van countermeasures (tegenmaatregelen) tijdens een
leugendetectietest middels fMRI. De psychologisch en neurologisch gezonde deelnemers van dit onderzoek voltooiden een herkenningstaak. De stimuli waren hier datums. Één datum had een speciale betekenis voor de deelnemer (bijv. diens verjaardag), vier datums waren
betekenisloos. De taak was om aan te geve of een datum betekenisvol was of niet. Er waren drie condities. In de waarheidsconditie dienden de deelnemers waarheidsgetrouw te
antwoorden. De leugenconditie was hetzelfde, alleen dienden deelnemers te liegen over de betekenisvolle datum. De countermeasures-conditie was hetzelfde, alleen dienden de proefpersonen hier countermeasures toe te passen. Countermeasures besloegen het
onopmerkelijk bewegen van een vinger of teen tijdens drie van de vier betekenisloze stimuli. Ondertussen werd hersenactiviteit gemeten met een fMRI-scanner. De eerste analyse werd gedaan op groepsniveau: Hierbij werd eerst gekeken naar activiteitsverschillen op de betekenisvolle stimuli (waarover in de leugenconditie en de countermeasures-conditie was gelogen). Hierbij bleek significant verhoogde hersenactiviteit in de leugenconditie en in de countermeasures-conditie vergeleken met de waarheidsconditie. Vervolgens werd gekeken naar activiteitsverschillen tussen antwoorden op de betekenisvolle en betekenisloze datums. In de waarheidsconditie was hiertussen geen significant verschil. In de verbergconditie en in de countermeasures-conditie was er echter significant verhoogde hersenactiviteit bij de
betekenisvolle stimuli vergeleken met de betekenisloze. Verder was het verschil in hersenactiviteit tussen betekenisvolle en betekenisloze stimuli significant groter in de leugenconditie dan in de waarheidsconditie én de countermeasures-conditie. Verschillen tussen leugens en waarheid waren dus kleiner in de counter-measuresconditie dan in de leugenconditie. Vervolgens werd gepoogd om op individueel niveau onderscheid te maken
tussen condities. Dit gebeurde in twee fases; in de eerste fase moest onderscheid worden gemaakt tussen de waarheidsconditie en de verbergconditie, en in de tweede fase tussen de waarheidsconditie en de countermeasures-conditie. Hierbij werd ervan uitgegaan dat liegen is geassocieerd met verhoogde activiteit in het PFC. In de eerste fase lukte dit met een
correctheidspercentage van 100%, maar in de tweede fase daalde dit naar 33%. Deze daling was significant, en kwam voornamelijk voort uit het incorrect identificeren van deelnemers uit de countermeasures-conditie als waarheidsgetrouwe deelnemers.
Uit deze paragraaf kan worden geconcludeerd dat de fMRI-scanner nog niet geschikt is als leugendetector in praktijksituaties. In het begin leek de mogelijkheid van fMRI als leugendetectiemethode nog optimistisch; er bleek dat men middels fMRI onderscheid kan maken tussen leugens en waarheid in realistische scenario’s, en daarbij dat dit mogelijk is in individuen, met een aanzienlijk hogere nauwkeurigheid dan bij de polygraaf. Helaas was deze nauwkeurigheid nog steeds onacceptabel laag, hetgeen was te wijten aan matige specificiteit. Dit zou betekenen dat waarheidsgetrouwe antwoorden vaak worden aangezien voor leugens, hetgeen kan leiden tot schadelijke gevolgen op juridisch en ethisch niveau. Er werd gepoogd om dit te verhelpen met de toevoeging van een additionele perifere meting, maar dit had geen effect. Wellicht het grootste probleem van de fMRI als leugendetector ligt echter bij de aanname dat deze ongevoelig is voor misleiding. Zo kwam uit de laatste studie naar voren dat de nauwkeurigheid van fMRI-metingen met enkele minimale lichaamsbewegingen al ernstig kan worden gereduceerd. Ondanks de voordelen van de fMRI ten opzichte van oude
leugendetectiemethodes, blijkt deze dus nog steeds onbetrouwbaar – een kritiekpunt dat helaas zwaar meeweegt in de uiteindelijke evaluatie van deze methode. Hierom moet worden geconcludeerd dat fMRI niet geschikt is als methode van leugendetectie.
Conclusies & discussie
Uit dit literatuuroverzicht wordt geconcludeerd dat fMRI geen geschikte methode is voor leugendetectie. In eerste instantie leek deze mogelijkheid echter nog veelbelovend. Zo bleek uit de eerste paragraaf bleek dat leugens, ten opzichte van waarheidsgetrouwheid, zijn geassocieerd met een verhoging van hersenactiviteit in onderdelen van de frontale en pariëtale kwab – voornamelijk in hersendelen geassocieerd met executieve functies zoals inhibitie en informatiemanipulatie. Belangrijker was dat aan de hand van activiteit in deze hersendelen met redelijke nauwkeurigheid leugen van waarheid kon worden onderscheiden middels fMRI. Dit suggereerde de fMRI-scanner geschikt zou zijn als leugendetector. Uit de tweede
paragraaf bleek dat er middels fMRI onderscheid kon worden gemaakt tussen verschillende vormen van leugens. Zo werden met de fMRI verschillen in hersenactiviteit gevonden tussen 1) ontkenning en deceptie, 2) voorbereide en spontane leugens, 3) opzettelijke en
onopzettelijke leugens, en 4) leugens in klinische en sociale situaties. Daarbij konden al deze vormen van leugens op zich worden onderscheiden van waarheidsgetrouwheid. Dit kon omdat bij alle leugens, ongeacht van de exacte soort leugen, verhoogde activiteit in de frontale kwab werd gevonden ten opzichte van waarheidsgetrouwheid. Dit suggereerde dat fMRI geschikt zou zijn als leugendetectiemethode voor een verscheidenheid aan leugens, dus in een verscheidenheid aan situaties. In de laatste paragraaf kwam echter naar voren dat de fMRI-scanner als leugendetector lijdt aan enkele praktische implicaties. Hoewel de nauwkeurigheid van fMRI als leugendetectiemethode aanzienlijk beter bleek dan die van de polygraaf (met een correctheidspercentage van 90% tegenover 64%, respectievelijk), liet deze namelijk nog steeds te wensen over. Het gebrek aan nauwkeurigheid lag bij de specificiteit (33%
correctheid) van de fMRI als leugendetector. Met andere woorden, waarheidsgetrouwheid
werd vaak voor leugenarij aangezien. In praktijksituaties is dit onacceptabel; zo zou een leugendetector van weinig nut zijn in de rechtbank als het gros van de onschuldige verdachten onterecht schuldig werden verklaard. Het is deze reden waardoor fMRI in Amerika ook niet toegestaan als leugendetectiemethode in rechtszaken (Abe, 2011). Het grootste probleem van de fMRI-scanner als leugendetector is echter diens vatbaarheid voor misleiding. Er werd aangenomen dat hersenactiviteit niet bewust kon worden beïnvloed, en dus dat fMRI niet misleidbaar was, zoals de polygraaf dat wel was. Er bleek echter dat zoiets simpels als
minimale lichaamsbewegingen, simpele handelingen die nagenoeg geen oefening vereisen, de nauwkeurigheid van de fMRI al sterk konden reduceren. Om het probleem kort samen te vatten: fMRI is een matig nauwkeurige, en onbetrouwbare methode van leugendetectie. Al met al moet dus worden geconcludeerd dat de fMRI-scanner wellicht een betere
leugendetector is dan voorgaande methodes, maar dat deze nog niet goed genoeg is voor gebruik in praktijksituaties.
Voordat deze conclusie klakkeloos wordt geaccepteerd dienen ook enkele
mankementen van dit literatuuroverzicht zelf te worden erkend . Een voorbeeld hiervan is het gebruik van twee studies uitgevoerd met PET in plaats van fMRI. Hierbij werd aangenomen dat, aangezien beiden hersenactiviteit kunnen meten, resultaten van deze methodes
vergelijkbaar zijn. PET en fMRI blijven echter twee verschillende methodes, en de
mogelijkheid dat de resultaten ervan (enigszins) zullen verschillen moet worden overwogen. Het is dan ook aanraadbaar voor vervolgonderzoek om na te gaan of PET- en fMRI-resultaten vergelijkbaar zijn, en wat voor discrepanties hier eventueel tussen bestaan. Ook zou men dit op kleinschaliger niveau kunnen aanpakken, en de genoemde PET-studies repliceren met fMRI om te zien of de resultaten hetzelfde zijn. Tot op heden lijkt er echter geen duidelijke reden om de conclusies gebaseerd op deze onderzoeken te verwerpen.
Een andere opmerking beslaat de generaliseerbaarheid van enkele gepresenteerde resultaten. Zo zijn de aangehaalde onderzoeken uitsluitend uitgevoerd met fysiek en mentaal gezonde deelnemers. Dit is begrijpelijk, omdat dit de onderzoeken vergelijkbaar maakt, en ruis door fysieke of mentale afwijkingen uitsluit. Helaas is dit niet bijzonder realistisch; in de werkelijkheid zal leugendetectie ook vaak nodig zijn bij mensen met fysieke of mentale problematiek. Helaas is na het voorgenoemde onderzoek niet zeker of dezelfde
hersenpatronen en activiteitsverschillen geassocieerd met liegen en eerlijkheid ook opgaan voor deze populatie. Dit zou men kunnen nagaan door enkele besproken onderzoeken te herhalen met een steekproef met fysieke of mentale afwijkingen. Dit is echter opnieuw een taak voor toekomstig onderzoek.
De laatste aanmerking op dit literatuuroverzicht beslaat een belangrijk punt dat tevens relevant is voor de gestelde onderzoeksvraag, maar wat tot nu toe nog niet is besproken. Zo is er nog weinig gezegd over enkele voor de hand liggende praktische en ethische bezwaren op fMRI als leugendetectiemethode. Zo kan men zich afvragen wat het protocol is als een individu weigert een hersenscan te laten maken, iets waar een mens uiteraard het recht toe heeft. Ook kunnen er problemen ontstaan wanneer het maken van een fMRI-scan simpelweg niet mogelijk is. Zo is het maken van een fMRI-scan ervan afhankelijk dat een individu gedurende een langere tijd absoluut stil kan liggen in een nauwe, luidruchtige fMRI-machine. Dit is niet realistisch bij mensen met bijvoorbeeld claustrofobie, of aandoeningen die leiden tot onwillekeurige tics zoals bij de ziekte van Parkinson. Tot slot zijn fMRI-machines niet overal voor handen aan zijn fMRI-scans daarbij vrij prijzig. Hoewel deze praktische, ethische en financiële obstakels nog niet zijn genoemd, spelen deze een belangrijke rol bij de evaluatie van fMRI als leugendetectiemethode (Abe, 2011). Hierom werden deze nu nog kort
aangehaald.
Geen van deze aanmerkingen ontkrachten echter de conclusie van dit
literatuuroverzicht, namelijk dat fMRI niet geschikt is als leugendetectiemethode. Wel dient te worden gezegd dat de hoop op positievere resultaten in de toekomst moet worden
gewaarborgd. De fMRI-scanner bleek immers wel een verbetering op voorgaande
leugendetectors, en mogelijk kunnen veel van de huidige implicaties en beperkingen nog worden verholpen. Daarbij bleek fMRI-data zeker informatief over de neurologische correlaten en psychologische functies geassocieerd met liegen. Wellicht kan deze techniek nog vaker worden ingezet om zowel de menselijke neurologie als de menselijke psyche beter te leren begrijpen. Dit alles is echter een taak voor toekomstig onderzoek.
Literatuurlijst
Abe, N., Suzuki, M., Mori, E., Itoh, M., & Fujii, T. (2007) Deceiving others: Distinct neural responses of the prefrontal cortex and amygdala in simple fabrication and deception with social interactions. Journal of Cognitive Neuroscience, 19 (2), 287 – 295. Abe, N., Suzuki, M., Tsukiura, T., Mori, E., Yamaguchi, K., Itoh, M., et al. (2006).
Dissociable roles of prefrontal and anterior cingulate cortices in deception. Journal of
Cerebral Cortex, 16, 192 – 199.
Abe, N. (2011). How the brain shapes deception: An integrated review of the literature. The
Neuroscientist, 17 (5), 560 – 574.
Amos, A. (2000). A computational model of information processing in the frontal cortex and basal ganglia. Journal of Cognitive Sciences, 12, 505 – 519.
Bhatt, S., Mbwana, J., Adeyemo, A., Sawyer, A., Hailu, A., & Vanmeter, J. (2008). Lying about facial recognition: An fMRI study. Journal of Brain and Cognition, 69, 382– 390. http://dx.doi.org/10.1016/j.bandc.2008.08.033
Cavanna, A., & Trimble, M. (2006). The precuneus: A review of its functional anatomy and behavioural correlates. Brain, 129, 564–583.
Field, A. (2009). Discovering statistics using SPSS (3rd ed.). London: SAGE publications. Ganis, G., Kosslyn, S., M., Stose, S., Thompson, W., L., & Yurgelun-Todd, D., A. (2003). Neural correlates of different types of deception: An fMRI investigation. Journal of
Cerebral Cortex, 13, 830 – 836.
Ganis, G., Rosenfeld, J., P., Meixner, J., Kievit, R., A., & Schendan, H., E. (2011). Lying in the scanner: Covert countermeasures disrupt deception detection by functional magnetic resonance imaging. Journal of NeuroImage, 55 (1), 312 – 319. Hakun, J., G., Seelig, D., Ruparel, K., Loughead, J., W., Busch, E., Gur, R., C., et al.
(2009). Towards clinical trials of lie detection with fMRI. Journal of Social
Neuroscience, 4 (6), 518 – 527.
Kalat., J., W., (2009). Biological Psychology. Wadsworth, USA: Cengage Learning. Kozel, A., F. (2004). A pilot study of functional Magnetic Resonance Imaging brain
correlates of deception in healthy young men. The Journal of Neuropsychiatry and
Clinical Neurosciences,16, 295 – 305. doi:10.1176/appi.neuropsych.16.3.295
Kozel, F., A., Padgett, T., M., George, M., S. (2004). A replication study of the neural correlates of deception. Journal of Behavioral Neuroscience, 118 (4), 852-856. doi: 10.1037/0735-7044.118.4.852
Kozel, F., A., Johnson, K., A., Mu, Q., Grenesko, E., L., Laken, S., J., & George, M., S. (2005). Detecting deception using functional magnetic resonance imaging. Journal of
Biological Psychiatry, 58 (8), 605 – 613
Kozel, A., F., Johnson, K., A., Grenesko, E., L., Laken, S., J., Kose, S., Lu, X., et al. (2008) Functional MRI detection of deception after committing a mock sabotage crime. The
Open Forensic Science Journal, 54, 220 – 231.
Kozel, F., A., Johnson, K., A., Laken, S., J., Grenesko, E., L, Smith, J., A., Walker, J., & George, M., S. (2009). Can simultaneously acquired electrodermal activity improve accuracy of fMRI detection of deception? Journal of Social Neuroscience, 4 (6), 510 – 517. doi:10.1080/17470910801907168
Langleben, D., D., Schroeder, L., Maldjian, J., A., Gur, R., C., McDonald, S., Ragland, J., D., et al. (2002). Brain activity during simulated deception: An event-related functional magnetic resonance study. Journal of NeuroImage, 15, 727 – 732.
Langleben, D., D. (2008). Detection of deception with fMRI: Are we there yet? Journal of
Legal and Criminological Psychology, 13, 1 – 9.
Lee, M., C., T. (2002). Lie detection by functional Magnetic Resonance Imaging. Journal of
Human Brain Mapping, 15, 157–164.
Lee, T., M., C., Au, R., K., C., Liu, H., L., Ting, K., H., Huang, C., M., Chan, C., C., H. (2009). Are errors differentiable from deceptive responses when feigning memory impairment? An fMRI study. Journal of Brain and Cognition, 69 (2), 406 – 412. Mohamed, F., B., Faro, S., H., Gordon, N., J., Platek, S., M., Ahmad, H., & Williams, J., M.
(2006). Brain mapping of deception and truth telling about an ecologically valid situation: Functional MR imaging and polygraph investigation: Initial experience.
Journal of Radiology, 238 (2), 679 – 688.
Monteleone, G., T., Phan, K., L., Nusbaum, H., C., Fitzgerald, D., Irick, J., S., Fienberg, S., E., et al. (2009). Detection of deception using fMRI: Better than chance, but well below perfection. Journal of Social Neuroscience, 4 (6), 528 - 538.
Simpson, J., R. (2008). Functional MRI lie detection: Too good to be true? Journal of the
American Academy of Psychiatry and the Law, 36 (4), 491 – 498.
Spence, S., A. (2004). The deceptive brain. Journal of the Royal Society of Medicine, 97, 6 – 9.
Spence, S., A. (2008). Playing Devil’s advocate†: The case against fMRI lie detection.
Journal of Legal and Criminological Psychology, 13, 11 – 25.
Stahl, S., M. (2008). Stahl’s essential pscyhofarmacology: Neuroscientific basis and practical
applications (3rd ed.). Cambridge: Cambridge University Press.
Yasuno, F., Brown, A., K., Zoghbi, S., S., Krushinski, J., H., Chernet, E., Tauscher, J., et al. (2007). The PET radioligand [11C]MePPEP binds reversibly and with high specific signal to cannabinoid CB1 receptors in nonhuman primate brain". Journal of
Neuropsychopharmacology, 33 (2), 259-569.
