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Lexikon der Neurowissenschaft: Lügendetektor

Lügendetektor m, E lie detector, Gerät, das verschiedene physiologische Parameter einer Person während deren Befragung aufzeichnet, mit dem Ziel, den Wahrheitsgehalt der Aussagen zu kontrollieren. Man geht dabei davon aus, daß eine Lüge oder Verheimlichung zu einer psychischen Erregung der Person führt, welche sich physiologisch z.B. durch erhöhten Blutdruck oder erniedrigten elektrischen Hautwiderstand (höhere Hautfeuchtigkeit) bemerkbar macht. Auch das Elektroencephalogramm wird dafür eingesetzt. Die Zuverlässigkeit der verschiedenen Methoden ist umstritten. elektrodermale Aktivität, Ethische Probleme in der Neurowissenschaft.

Hirnstrommessungen als Lügendetektor: Der Einsatz von Lügendetektoren ist eine umstrittene Methode zur Wahrheitsfindung und zum Nachweis von Schuld oder Unschuld, kommt aber beispielsweise in den USA nicht nur in Gerichtsprozessen, sondern auch in zahlreichen Betrieben bei Einstellungstests zum Einsatz. Dabei wird vorausgesetzt, daß bestimmte charakteristische physiologische Prozesse unabhängig von dem Willen des Befragten indirekt darüber Auskunft geben können, ob seine Aussagen stimmen oder ein Täuschungsmanöver darstellen. Gemessen werden z.B. der elektrische Hautwiderstand (elektrodermale Aktivität), die Puls- und Atemfrequenz und/oder der Blutdruck. Bei Falschaussagen sollen die Werte charakteristisch von der Norm der jeweiligen Person abweichen. Vor dem eigentlichen Verhör werden Kontrollexperimente durchgeführt, um die individuellen Standardwerte zu ermitteln. Oft versucht man, die Personen mit einer Demonstration von der Unfehlbarkeit des Lügendetektors zu überzeugen. Zu diesem Zweck soll die an die Meßgeräte angeschlossene Person irgendeine Karte aus einem Stapel ziehen und wird nun aufgefordert, zu allen Karten, die ihr genannt werden, zu sagen, diese sei es nicht gewesen. Anhand der Detektor-Aufzeichnungen wird der Person dann nachgewiesen, an welcher Stelle sie "gelogen" hat und welche Karte sie folglich gezogen hatte. Tatsächlich waren jedoch alle Karten in dem Stapel identisch. Dieses Täuschungsmanöver soll den Streß bei Falschaussagen und natürlich auch die Häufigkeit wahrer Aussagen erhöhen. Im eigentlichen Test wird dann die Reaktion der Person bei Antworten auf die Fragen und Kontrollfragen bzw. auf für das Ziel des Verhörs relevante und irrelevante Fragen untersucht. Die Furcht vor Bestrafung sollte diesem Ansatz zufolge unwillkürliche physiologische und Verhaltensanzeichen verursachen, wenn die Person lügt oder etwas verschweigt. – Diese Methoden sind in vielerlei Hinsicht kritisiert worden: Daß Falschaussagen stets gleichartig mit physiologischen Veränderungen korrelieren, ist nicht bewiesen, zumal die Aufregung bei solchen Prozeduren sie leicht vorzutäuschen vermag, und das umso mehr, je schwerer die Anklage ist, während "abgebrühte Gauner" relativ ruhig bleiben können. Die Auswertung der Meßergebnisse hängt von vielen subjektiven Faktoren ab, auch den Vorurteilen des Testers. Die Durchführung und Art der Fragen sind umstritten. Die publizierten positiven Resultate von Lügendetektoren stammen meistens von deren Betreibern und Verfechtern. Viele Unsicherheiten bleiben auch nach wiederholten Tests. Daher wird geschätzt, daß Lügendetektoren und ihre Betreiber in etwa einem Drittel aller Fälle selbst Falschaussagen machen. Nicht selten haben deshalb tatsächlich Unschuldige schwere Nachteile und Schäden durch falsche Ergebnisse zu ertragen. – Hirnstrommessungen haben sich in der letzten Zeit nun als Kandidat für eine zuverlässigere, von emotionalen Zuständen und Einflüssen unabhängige Methode erwiesen. Die schwache elektrische Aktivität insbesondere der Großhirnrinde wird als Elektroencephalogramm (EEG) schon seit vielen Jahrzehnten studiert. Die Spannungsdifferenzen betragen bis zu 200 μV, ihre Frequenzen können 100 Hz erreichen. EEG-Signale stellen stets die summierte Aktivität von Zehntausenden von Nervenzellen im Cortex dar, die zeitlich synchronisiert von anderen corticalen Regionen und tiefer liegenden Strukturen erregt werden, insbesondere vom Thalamus, der als Rhythmus-Geber und Tor für sensorische Impulse wirkt. Dabei sorgt hauptsächlich der Natrium-Einstrom in die apikalen Dendriten der erregten corticalen Pyramidenzellen für ein negatives Feldpotential in dem umgebenden extrazellulären Raum und ein entsprechendes positives Potential in den Nervenfasern selbst. Typische Amplituden- und Frequenzmuster, die zwischen den Individuen allerdings drastisch variieren können, sind charakteristisch für allgemeine Zustände wie Wachheit, Träumen, Aufmerksamkeit und lassen sich zur Diagnose des Gehirntods, der Art und Lokalisation cerebraler Störungen wie Epilepsien und zur Abschätzung von Vergiftungen oder Narkose-Tiefe einsetzen. Darüber hinaus kann man im EEG sogenannte ereigniskorrelierte Potentiale vor, während und nach einem sensorischen, motorischen oder psychischen Vorgang nachweisen. Sie sind stärker lokalisiert als die spontanen Muster und weisen auf spezifischere Hirnfunktionen hin. Sie sind von kleinerer Amplitude (1-30 μV) als die globalen Ströme, so daß sie mit einigem technischen Aufwand aus dem Rauschen herausgefiltert werden müssen; meistens sind dazu wiederholte Meßreihen nötig. – Man unterscheidet zwischen exogenen und endogenen Komponenten der ereigniskorrelierten Potentiale. Erstere sind Reaktionen auf externe Stimuli, etwa Lichtblitze oder Töne, und treten bis zu 100 ms nach dem Reiz auf. Sie sind abhängig von der Art des Reizes, stammen aus dem Hirnstamm und spezifischen Arealen des Cortex und scheinen die Reizverarbeitung widerzuspiegeln. Sie treten unabhängig davon auf, ob die Versuchsperson bloß wahrnimmt oder gedanklich oder z.B. durch das Drücken eines Knopfes auf den Reiz antwortet. Die Zacken im EEG 100 ms nach dem Stimulus und später dagegen resultieren auch aus internen, nicht mehr bloß Reiz-abhängigen Verarbeitungsprozessen. Klar charakterisiert sind hier besonders N200, P300 und N400, also die negativen bzw. positiven Potentiale 200, 300 bzw. 400 ms nach dem Stimulus. N400 und besonders P300 sind es auch, die am meisten über die psychischen Vorgänge verraten und somit als Angriffspunkte von Lügendetektoren interessant sind. Die Amplitude der P300-Zacke ist unabhängig von der Sinnesmodalität, aber umso größer, je subjektiv unwahrscheinlicher, also überraschender das bestimmte Ereignis ist, und zwar unabhängig davon, ob es sich um bloß physikalische oder auch semantische Unterschiede handelt. Wird die Versuchsperson etwa angehalten, immer per Knopfdruck auf männliche Vornamen in einer Reihe von Namen zu reagieren, oder diese auch nur zu zählen, dann ist die P300-Amplitude umso größer, je seltener ein männlicher Name geboten wird. Bei wachsender Häufigkeit bilden sich auch zunehmend stärkere Potentiale bei den anderen Stimuli aus. Bei gleicher Häufigkeit ist die Amplitude bei Ziel-Stimuli kaum mehr größer als bei den anderen Stimuli. Auch fehlende Reize, z.B. Lücken in einer regelmäßigen Tonfolge, lösen P300 aus, was deutlich macht, daß die P300 zugrunde liegenden Prozesse nicht bloße Reaktionen auf Reize darstellen. Bei komplexeren Aufgaben tritt die Potentialänderung bis zu 100 ms später auf. P300 scheint also mit der Kategorisierung von Reizen in vorgegebene Kontexte zusammenzuhängen. Ähnliches gilt auch von N400, nur daß es sich hier ausschließlich um sprachliche Zusammenhänge handelt. Die Amplitude von N400 ist umso größer, je unpassender etwa ein Wort am Ende eines Satzes (oder auch in der Mitte) aus sieben Wörtern ist, z.B. "ich nehme Kaffee mit Milch und Buch". Das ist auch bei unerwarteten Gesten in Gebärdensprachen der Fall und bei episodischen Gedächtnisinhalten (wenn zunächst beispielsweise bestimmte Aussagen gelernt und später gegenteilige Aussagen präsentiert werden). Diese endogenen Komponenten ereigniskorrelierter Potentiale lassen sich zur Lügendetektion einsetzen, da sie ein möglicherweise vorhandenes Vorwissen offenbaren können. Davon Gebrauch macht der sogenannte guilty knowledge-Test, der die Reaktion auf Informationen untersucht, die nur dem Täter bekannt sein sollten (etwa Merkmale des Tatorts). Ohne daß die Person es will oder verhindern könnte, sollte sie ihre physiologische Reaktion auf den kritischen Stimulus verraten. Die herkömmlichen Messungen von Blutdruck usw. im Rahmen dieser Methode waren zwar aus den schon genannten Gründen nicht überzeugend, doch könnten die Hirnstrommessungen hier weiterhelfen. Die ersten, teilweise von der Central Intelligence Agency (CIA) unterstützten Tests waren auch erfolgreich. In einem Test spielten Versuchspersonen in fingierten Spionagefällen mit, bei denen ihnen Geheimwörter mitgeteilt wurden. Am Tag darauf machten sie einen scheinbar zusammenhanglosen Test. Dabei wurde ihnen eine Serie aus zwei verschiedenen Wörtern in einer zufälligen Reihenfolge vorgespielt. Eines davon war das Zielwort, bei dessen Auftreten sie einen von zwei Knöpfen drücken mußten. Kam das andere Wort, sollten sie den anderen Knopf drücken. Das Zielwort trat in 17% der Fälle auf, das andere in 66%. Für die Versuchsperson unerwartet wurden in den übrigen 17% der Fälle außerdem Geheimwörter aus dem Spionage-Spiel vom Vortag präsentiert, und zwar für die Hälfte der Personen solche, die sie kannten, und für die gleiche Zahl der Personen (Kontrollgruppe) unbekannte andere Wörter, die für sie keine Bedeutung hatten. Zu erwarten war nun, daß die Zielwörter im Gegensatz zu den Nicht-Zielwörtern mit P300 hoher Amplitude korrelierten, die unbekannten Kontroll-Geheimwörter, wenn überhaupt, mit P300 geringer Amplitude (da sie unerwartet waren, aber nicht relavant) und die bekannten Geheimwörter, die auch nicht mit einem Drücken des Ziel-Knopfes beantwortet wurden und werden sollten, mit hohen Amplituden der P300-Potentiale ( siehe Abb. ). Nur bei fünf von 40 Versuchspersonen ließ sich anhand der EEGs keine klare Entscheidung treffen. Tatsächlich offenbarten in den übrigen 87,5% der Fälle die P300-Amplituden im EEG das Wissen bzw. Nichtwissen der Versuchspersonen. Ähnlich erfolgreich verlief auch eine Untersuchung, die gesellschaftlich unerwünschte oder kriminelle Verhaltensweisen wie z.B. Alkoholkonsum im Jugendalter der freiwilligen Versuchspersonen aufspürten. In einem anderen Experiment mußten Versuchspersonen eine Liste mit Wörtern lernen und danach immer dann auf einen Knopf drücken, wenn in einer Reihe neuer Wörter eines der gelernten auftauchte. Anschließend wurden sie angewiesen, sich eine weitere Wortliste einzuprägen. Darauf wurden ihnen wieder Wörter präsentiert, die meist bisher unbekannte, aber auch ein paar der früher gelernten und ein paar der nun neu gelernten enthielten, wobei nur auf die letzteren reagiert werden sollte. In einem Test konnten die früher gelernten Wörter ignoriert werden, im zweiten sollten sie als Nicht-Zielwörter verheimlicht werden, im dritten wurden fünf Dollar für jedes erfolgreich verheimlichte früher gelernte Wort versprochen. Unabhängig von der Belohnung konnten in 94% aller Fälle die früher gelernten und somit wiedererkannten Wörter anhand der EEGs identifiziert werden. Mit Hilfe von ereigniskorrelierten Potentialen im Gehirn lassen sich also mit einiger Zuverlässigkeit Informationen über das Wissen von Menschen erhalten, unabhängig davon, was und ob sie dies preisgeben wollen oder nicht. Als Lügendetektoren der Zukunft (Zukunft der Neurowissenschaft) werden deshalb wahrscheinlich Hirnstrommessungen auf der Basis des guilty knowledge-Tests eingesetzt werden. Noch stehen dem allerdings einige Schwierigkeiten im Weg. Zwar sind die P300-Muster innerhalb eines Individuums ziemlich ähnlich, doch schwanken sie zwischen den Individuen beträchtlich. Die durchschnittlichen P300-Amplituden betragen bei jungen Erwachsenen zwischen 15 und 20 μV, bei manchen aber nur 3 oder 4 μV. Bei älteren Menschen kann man die P300-Zacken kaum mehr identifizieren. Hier lassen sich also etwaige verräterische Potentiale nicht oder nicht ausreichend von anderen unterscheiden. Mit der Komplexität der Aufgabe und der Ziel-Stimuli nimmt auch die Deutlichkeit der P300-Profile ab. Folglich müßten also sowohl die Test-Prozeduren als auch die Meßgeräte noch weiterentwickelt und ihre Empfindlichkeit erhöht werden. Am schwierigsten dürfte die Registrierung einzelner Potentiale sein, da in der Praxis oft nicht über viele Dutzend möglicherweise in ihrer Präsentation entlarvend wirkende Informationen verfügt und damit summiert werden kann, und weil bloße Wiederholungen abstumpfend wirken könnten. Noch unklar ist auch, inwiefern geprüfte Personen durch Muskelanspannungen oder zusätzliche geistige Aktivitäten wie Kopfrechnen verräterische Potentiale maskieren können. Teilweise wäre das abzufangen, indem man die Person jede präsentierte Information nachsprechen läßt, was zumindest das Erkennen und die Verarbeitung der Stimuli gewährleistet. Von solchen technischen Fragen abgesehen, sollte jedoch darüber nachgedacht werden, ob solche Lügendetektoren überhaupt wünschenswert sind, und zwar nicht nur deshalb, weil ihnen immer wieder Unschuldige zum Opfer fallen werden, sondern auch aus Gründen der Menschenwürde und -rechte.

R.V.

Lit.: Vaas, R.: Hirnstrommessungen als Lügendetektor. Naturwissenschaftliche Rundschau 47 (1994), S. 403-405.



Lügendetektor

Positive Potentiale treten im Elektroencephalogramm 300 ms nach einem Reiz auf, der Aufmerksamkeit erregt oder erwartet wird. Diese P300-Zacken lassen sich auch zur Lügendetektion verwenden. Abgebildet sind die gemittelten ereigniskorrelierten Potentiale von jeweils vier Personen im sogenannten guilty knowledge-Test, aufgezeichnet vom parietalen Schädelbereich (Pz-Elektrode). Die durchgezogenen Linien markieren die P300-Signale als Reaktion auf Zielwörter, auf die die Versuchspersonen achten sollten, die punktierten Linien sind die Reaktionen auf irrelevante Wörter. Hier kommt es zu keinem oder nur einem schwachen Aha-Effekt im Gehirn. Die gestrichelten Linien markieren die Reaktion auf Geheimwörter, die den Personen bei a) nicht bekannt waren, aber bei b) zuvor mitgeteilt wurden. Obwohl die Geheimnisträger sich nichts anmerken lassen sollten, verriet das P300-Signal bei über 90% von ihnen, welche Wörter sie kannten. Im Kontrollexperiment a) lösten diese Wörter bei den Uneingeweihten keine solchen unwillkürlichen Gehirnaktivitäten aus.

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