Voiko oikeus luottaa valheenpaljastuslaitteeseen?

PROFILES -opiskelumateriaalia Yleiskuvaus Voiko oikeus luottaa valheenpaljastuslaitteeseen? Luonnontieteet Biologia ja terveystieto 7.-9. luokka (2011) Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen yliopisto, Suomi www.uef.fi/ - Sähköposti: sirpa.a.karkkainen@uef.fi; tuula.keinonen@uef.fi Tiivistelmä Valheenpaljastuslaite perustuu ihmisen tahdosta riippumattomiin reaktioihin. Tässä opiskelukokonaisuudessa opiskelija tutustuu pulssiin, verenpaineeseen, hikoiluun, hengitystiheyteen sekä ihon sähkönjohtavuuteen. Opiskelija tekee omien kokeellisten tutkimustensa sekä kirjallisuuden perusteella perustellun päätöksen valheenpaljastuslaitteen luotettavuudesta. Ennakkotietoja ei edellytetä. Project funded within the EC FP7 Programme: 5.2.2.1 SiS-2010-2.2.1 Grant Agreement No.:266589 Supporting and coordinating actions on innovative methods in science education: teacher training on inquiry based teaching methods on a large scale in Europe 1/18

Oppiaineet: Biologia ja terveystieto Luokka-aste: 7.-9. vuosiluokka Oppisisältö: Pulssi, verenpaine, hikoilu, hengitystiheys, ihon sähkönjohtavuus. Työskentelytavat: Kriittinen lukeminen ja ryhmätyöt. Ehdotus ajankäyttöön: Neljä 45 minuutin oppituntia. Työskentelyn tavoitteet: Opiskelija o oppii ymmärtämään tahdonalaisten ja tahdosta riippumattomien lihasten järjestelmää o oppii ryhmätyöskentelytaitoja o osaa esittää ajatuksensa luokalle o osaa perustella väitteensä Liitteet 1. Oppilaan ohje Sisältää tarkemmat tiedot tehtävistä ja ohjeet tehtävien suorittamiseen. 2. Opettajan ohje Ohjeita tehtävänasetteluun. 2/18

PROFILES -opiskelumateriaalia Opettajan ohje Voiko oikeus luottaa valheenpaljastuslaitteeseen? Luonnotieteet Biologia ja terveystieto 7.-9. luokka (2011) Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen yliopisto, Suomi www.uef.fi/ - sirpa.a.karkkainen@uef.fi; tuula.keinonen@uef.fi Opiskelukokonaisuuden sisältö Tässä opiskelukokonaisuudessa oppilaat tutustuvat valheenpaljastuslaitteiden toiminnan taustalla oleviin tahdosta riippumattomiin reaktioihin ja arvioivat valheenpaljastuslaitteiden luotettavuutta. Aluksi aiheesta keskustellaan sekä koko luokan kesken että pienemmissä ryhmissä, ja tämän jälkeen oppilaat tekevät kokeellista tutkimusta ja hakevat kriittisesti tietoa valheenpaljastuslaitteista. Biologisten toimintojen käsittelyä voidaan syventää luokkaasteesta riippuen. 3/18

Ehdotus opiskelukokonaisuuden ajankäytöksi Opetuskokonaisuus voidaan toteuttaa neljällä 45 minuutin oppitunnilla. Opettajan kannattaa kiinnittää erityistä huomiota pienryhmien (4-5 oppilasta) kokoonpanoon, jotta työskentelystä tulisi mahdollisimman monipuolista ja oppilaat voivat oppia toisiltaan. Opetuskokonaisuuteen kuuluupienryhmäkeskusteluja, suurryhmäkeskustelua, pienryhmissä tutkimuksen suunnittelua ja tutkimuksen toteuttamista. Ensimmäinen oppitunti o Oppilas kirjoittaa oman mielipiteensä valheenpaljastuslaitteen käytöstä ja sen luotettavuudesta. Aiheesta keskustellaan yhdessä luokan kanssa. o Oppilaat tutustuvat valheenpaljastuslaitteen periaatteisiin opettajan antaman materiaalin perusteella ja keskustelevat ryhmissä valheenpaljastuslaitteen käytöstä ja siitä, voiko oikeus luottaa siihen. Liite 1: Taustaa valheenpaljastuslaitteesta eli polygrafista. o Opettaja selittää tahdosta riippumattomat reaktiot ja tahdonalaiset reaktiot ja kertoo, että valheenpaljastuslaite perustuu viiteen mittaukseen: pulssi, verenpaine, hikoilu, hengitystiheys ja ihon sähkönjohtavuus. o Oppilaat tutustuvat ihon sähkönjohtavuuteen oheisen materiaalin perusteella (liite 2). Teoriaan tutustumisen jälkeen pienryhmät esittävät mielipiteensä asiasta ja perustelevat miksi he niin ajattelevat. Toinen ja kolmas oppitunti o Luokka jaetaan pienryhmiin ja jokainen ryhmä rakentaa oman valheenpaljastuslaitetta muistuttavan laitteen. o Jokainen ryhmä tutkii ihon sähkönjohtavuutta ja miten pulssi, hengitystiheys ja verenpaine vaikuttavat siihen. Yksi ryhmän jäsenistä on tutkittava henkilö. Ryhmä keksii tilanteen, jossa yritetään selvittää valehteleeko tutkittava henkilö vai ei. Olennaista on se, että vain tutkittava henkilö tietää valehteleeko hän vai puhuuko totta. o Luokka-asteesta riippuen elimistön muutosten tutkimisessa voidaan käyttää suljettuja tai avoimia tutkimuksia. Ryhmät tutkivat aihetta opettajan antamien välineiden avulla: kirjat, internet-sivut, tehtäväkortit, kuvat ja koevälineet. o Ryhmät laativat omista tutkimustuloksista ja niistä tehdyistä johtopäätöksistä viiden minuutin esityksen. Kokeelliseen työskentelyyn ja esitysten tekemiseen suositellaan käytettäväksi kaksi tuntia. 4/18

Neljäs oppitunti o Oppilaat lukevat alussa kirjoittamansa ajatukset ja pohtivat aihetta uudelleen. Lopuksi keskustellaan aiheesta koko luokan kanssa. Keskusteluissa on hyvä nostaa esille se, että koehenkilön pulssista, verenpaineesta, hikoilusta ja /tai hengitystiheydestä valehtelun tai toden puhumisen päättely on vaikeaa. Tämä edellyttää lähtökohtaoletusta, että ihminen valehtelee, kun hän on stressaantunut. Ongelmana on kuitenkin se, että kaikki ihmiset eivät stressaannu valehtelusta, ja toiset taas stressaantuvat pelkästä kuulustelusta. Todellisuudessa valheenpaljastuskoneet toimivat koska ne ovat osa kuulustelutilannetta ja ihmiset uskovat niiden toimivan. o Valheenpaljastimien heikkoutena on se, että laite pitää aina kalibroida jokaiselle testihenkilölle, ts. kysellään kysymyksiä joihin vastaus tiedetään. Tästä saadaan vertailudata jatkokysymyksille. Valheenpaljastuskoetta on mahdollista huiputtaa ennakoivilla harjoituksilla, jotka edistävät psyykeen ja kehon reaktioiden hallintaa. Koehenkilö voi mitätöidä valheenpaljastuskokeen tulokset nauttimalla keskushermostoon vaikuttavia lääkeaineita tai säätelemällä lihasjännitystä, hengitystiheyttä, äänenpainoa ym. Koe soveltuu parhaiten henkilölle, joka haluaa osallistua vapaaehtoisesti kokeeseen hankkiakseen lisänäyttöä syyttömyyteen. Uuden sukupolven valheenpaljastuslaitteet mittaavat aivotoimintaa EKG:n avulla, jolloin valheenpaljastus muuttuu muistijälkitutkimukseksi. Lähteitä: - Verenpaine ja sydämenlyönti animaatiot: http://www.innerbody.com/anim/heart.html, http://www.medtropolis.com/vbody.asp - Hengitysjärjestelmä: http://www.innerbody.com/anim/lungs.html, - Valheenpaljastuslaitteen toiminta: http://people.howstuffworks.com/lie-detector.htm Vaihtoehtoskenaario Totuuden hetki -ohjelmassa ennen ohjelmaa kilpailijalle tehdään valheenpaljastustesti, jossa asiantuntijat selvittävät vastaako hän yllättäviin ja hyvin henkilökohtaisiinkin kysymyksiin rehellisesti. Itse ohjelmassa kilpailijalle esitetään 21 kysymystä. Mitä useampaan kysymykseen vastaa totuudenmukaisesti eli oikein, sitä enemmän voittaa rahaa. Voiko valheenpaljastuslaitteeseen luottaa? 5/18

Tietoa opettajalle Liite 1: Taustaa valheenpaljastuslaitteesta eli polygrafista Italialainen lääkäri ja kriminologi Cesare Lombroso (1935-1909) käytti ensimmäisenä konetta stressin oireiden paljastamiseen. Lombroso tunnetaan erityisesti rikollisuuden syitä ja luonnetta koskevista julkaisuistaan. Valheenpaljastuksessa lähtökohtana on tilanne, jossa tutkijoilla on hallussaan sellaista tietoa, joka tutkijoiden lisäksi voi olla ainoastaan syyllisen tiedossa. Valheenpaljastuksen näyttöarvo perustuu siihen, että vain syyllisen elintoiminnoissa voi ilmetä tiettyjä emotionaaliseen stressiin liittyviä fysiologisia muutoksia. Polygrafi-menetelmä perustuu valehtelevan ihmisen kokemaan emotionaaliseen stressiin ja sen aiheuttamiin fysiologisiin muutoksiin elintoiminnoissa. Herkkä laite rekisteröi sähköisen aivotoiminnan (EEG), ihon sähkönjohtokyvyn (EMG), verenpaineen, hengityksen ja valtimotiheyden muutokset, päähän, kaulaan ja sormeen asetettavien anturien avulla. Fysiologiset muutokset voidaan tunnistaa jokainen erikseen herkän piirturin piirtämistä käyristä. Polygrafi-menetelmässä valheenpaljastuskokeessa alistetulle henkilölle tehdään aluksi aivan tavanomaisia kysymyksiä ja sen jälkeen kuulustelukysymyksiä. Käyriä vertaillaan keskenään ja. Jos käyrissä on selviä eroavuuksia, on henkilö valehdellut. Tavanomaiset kysymykset ovat totuuksia, jolloin henkilön ei tarvitse pelätä tai valehdella. Valekäyriä ovat ne, jotka poikkeavat totuuskäyristä. Tavanomaisia kysymyksiä: - Oletteko syntynyt Helsingissä 12.4.1934 - Onko teillä kaksi lasta? - Onko vaimonne nimi Maija? Kuulustelukysymyksiä: - Oletteko mielestänne syytön esitettyihin tekoihin? - Tiedättekö kuka asiakirjat luovutti? - Kertokaa kuinka tiedostot ovat voineet tuhoutua? - Puhutteko totta? - Tiedättekö ketään, joka olisi voinut syyllistyä tekoon? 6/18

Asiantuntijat kiistelevät valheenpaljastuksen luotettavuudesta. Tästä huolimatta lähes kaikkien valtioiden poliisiorganisaatioilla on käytössään valheenpaljastuslaitteet. Nykyisin kaupoista on ostettavissa esimerkiksi puhelimeen liitettäviä valheenpaljastuskojeita, jotka kertovat valehteleeko puhelimessa oleva henkilö vai puhuuko hän totta. Laite perustuu PSEmenetelmään (psychologigal stress evaluation), jolla mitataan ihmisen äänestä korkeuden muutoksia sekä värähtelyjä, jotka liittyvät hermostumiseen ja tunnetilojen vaihteluun. Ohjelman käyttö edellyttää, että tietokonejärjestelmään on tallennettu soittavan henkilön totuuskäyrä, aivan kuten polygrafiassa. Ed. mainittua tekniikkaa ei käytetä esitutkinnassa missään päin maailmaa sen epäluotettavuuden takia. (Lähde: http://www.secmeter.com/valheenpaljastus.html) Liite 2: Sähkönjohtavuus Hiki on liuos, jossa on 99% vettä ja 1% siihen liuenneita aineita kuten NaCl (0,5%), aminohappoja ja muita elimistön tuottamia aineita kuten ureaa (CO(NH 2 ) 2 ). Fyysisessä rasituksessa NaCl:n määrä kasvaa ja elimistö menettää suolaa ja vettä. Hiki erittyy ihossa olevista hikirauhasista. Ihmisessä on noin kaksi miljoonaa hikirauhasta. Vuorokaudessa ihmisestä erittyy keskimäärin 0,6-0,9 litraa hikeä. Kuivalla ja lämpimällä säällä hien määrä voi olla jopa 10 litraa vuorokaudessa. Pelko ja jännitys voivat myös lisätä hien erittymistä. Valheenpaljastustesti perustuu kehossa tapahtuviin muutoksiin pelottavassa tai huolestuttavassa tilanteessa. Yksi kriteereistä on hien määrä, joka voidaan mitata ihon sähkönjohtavuuden avulla. Oheinen kuvio esittää kolmen henkilön ihon sähkönjohtavuutta heidän vastatessaan kahdenlaisiin kysymyksiin: neutraaleihin ja sellaisiin, joilla testataan vastasivatko he rehellisesti. 7/18

45 40 Ihon sähkönjohtavuus 35 30 25 20 15 10 testikysymys kontrollikysymys 5 0 henkilö a henkilö b henkilö c Kuvio 1. Kolmen koehenkilön ihon sähkönjohtavuus valheenpaljastuskokeessa. Kysymykset: 1. Mihin ihon erittämiin yhdisteisiin NaCl vai CO(NH 2 ) 2 ihon sähkönjohtavuuden mittaus perustuu? 2. Miksi tutkijat mittaavat ihon sähkönjohtavuuden kahdesti? 3. Kuka tutkituista valehteli? Selitä päätelmäsi. 4. Tavallisissa oloissa ihminen ei tunne hikeä, koska se haihtuu heti. a. Selitä hien haihtuminen. b. Selitä, miten se jäähdyttää kehoa. 8/18

Liite 3: Valheenpaljastuslaite Välineet: yleismittari, johtimia, 2 hauenleukaa, alumiini- ja kuparilevy (tai vastaavat), vettä, teräsvillaa tai hiekkapaperia. Työohje: 1. Kiinnittäkää metallilevyt yleismittariin johtimilla, alumiinilevy tulee negatiiviseen napaan. 2. Kiillottakaa metallilevyt teräsvillalla tai hiekkapaperilla. 3. Suorittakaa seuraavat mittaukset ja merkitkää tulokset taulukkoon. Aloittakaa mittaukset säätämällä mittarin asteikot ensin suurille mittausalueille. a. Joku ryhmän jäsenistä asettaa kätensä metallilevyjen päälle (käsien tulee olla kuivat) ja mitatkaa virtapiirin jännite, sähkövirta ja resistanssi. b. Se ryhmän jäsen, jonka käden ihon sähkönjohtavuutta mitattiin, kastelee kätensä ja asettaa ne metallilevyjen päälle. Toistakaa kohdan a mittaukset. c. Koehenkilö tekee jonkin hikoilua aiheuttava liikuntasuorituksen. Mitatkaa koehenkilön pulssi. Koehenkilö asettaa kätensä taas metallilevyille ja toistakaa vielä kerran kohdan a mittaukset. d. Koehenkilö tekee taas jonkin hikoilua aiheuttavan liikuntasuorituksen. Mitatkaa koehenkilön hengitystiheys. Koehenkilö asettaa kätensä taas metallilevyille ja toistakaa vielä kerran kohdan a mittaukset. e. Koehenkilö tekee taas jonkin hikoilua aiheuttavan liikuntasuorituksen. Mitatkaa koehenkilön verenpaine. Koehenkilö asettaa kätensä taas metallilevyille ja toistakaa vielä kerran kohdan a mittaukset. 4. Missä tilanteessa piirin jännite ja sähkövirta oli suurin ja resistanssi pienin? Miksi? Lähde: http://www.kerhonetti.net, johon tehtävä on muokattu teoksesta James Cunningham & Norman Herr. 1994. Hands-On Physics Activities with Real-Life Applications. 9/18

Liite 4a: Sydän ja sydämenlyöntitiheys eli pulssi Sydän on omistajansa nyrkinkokoinen ontto lihas, joka sijaitsee rintalastan takana keuhkojen välissä. Sydän sykkii noin 70 kertaa minuutissa. Sydämellä on oma automaattisesti toimiva sykkeenkäynnistäjänsä, jota kutsutaan sinussolmukkeeksi. Vaikka sydän sykkiikin itsestään, niin autonominen hermosto säätelee sydämen rytmiä ja supistumisvoimaa. Hermoja pitkin tulee joko sydämen supistumista kiihdyttäviä tai vähentäviä käskyjä. Nämä sydämen sykkeen muutokset sopeuttavat verenkierron toiminnan eri tilanteisiin, kuten rasitukseen tai lepoon. Kovassa rasituksessa nuoren ihmisen syke voi nousta jopa 200 lyöntiin minuutissa. Sydämen sykkeeseen vaikuttaa myös yksilön ikä; esimerkiksi pienen vauvan leposyke on nopea, jopa 100 kertaa minuutissa. Myös nautintoaineet kuten kahvi, alkoholi ja tupakka nopeuttavat sykettä. Valheenpaljastustesti perustuu kehossa tapahtuviin muutoksiin pelottavassa tai huolestuttavassa tilanteessa. Esimerkiksi pakoreaktiossa, joka on rinnastettavissa valehtelemiseen, vereen vapautunut adrenaliini lisää sydämen syketaajuutta ja lyöntivoimaa. Veri kiertää nopeammin, minkä vuoksi lihakset saavat enemmän verta ja happea. Samalla tavalla myös fyysinen rasitus lisää sydämen aktiivisuutta. Sydämen lyöntitiheyden eli pulssin/sykkeen tutkiminen Tutkittavaa pyydetään istumaan rauhallisesti paikoillaan muutaman minuutin ajan. Etsi pulssin eli sykkeen mittauskohta kaulavaltimosta tai ranteen valtimosta. Paina etu- tai keskisormi kevyesti mittauskohtaan ja laske syketiheys minuutin ajalta (tai laske syketiheys 30 sekunnin ajalta ja kerro luku kahdella). Merkitse tulos muistiin ja toista mittaus. Tutkittavalle esitetään muutamia tavanomaisia kysymyksiä (3-4) ja lasketaan tämän jälkeen tutkittavan henkilön pulssi. Toista mittaus. Tutkittavalle esitetään muutamia kuulustelukysymyksiä (3-4) ja lasketaan tämän jälkeen tutkittavan henkilön pulssi. Toista mittaus. Tavanomaisten kysymysten ja kuulustelukysymysten välillä on hyvä pitää taukoa. Tulokset merkitään muistiin ja verrataan sydämen lyöntitiheyttä. 10/18

Liite 4b: Sydän ja verenpaine Sydän ja verisuonisto muodostavat suljetun järjestelmän. Verenpaineella tarkoitetaan suurissa valtimoissa sydämen korkeudella esiintyvää verenpainetta. Jokainen sydämen vasemman kammion supistus lähettää aorttaan 70-150 ml verta, minkä vaikutuksesta valtimoiden sisällä oleva paine kasvaa. Tätä supistusvaiheen suurinta painearvoa valtimoissa sanotaan systoliseksi verenpaineeksi eli yläpaineeksi. Sydämen supistumisvaiheen eli systolen aikana kammiot työntävät veren suuriin valtimoihin. Vasen kammio pumppaa runsaasti happea sisältävää verta aorttaa pitkin muihin valtimoihin ja edelleen kohti hiussuonia. Sydämen oikeasta kammiosta niukkahappinen veri lähtee keuhkovaltimoita pitkin keuhkoihin. Kun kammiot supistuvat ja työntävät verta valtimoihin, suoniin syntyy verenpainetta, joka saa veren virtaamaan pienempiin valtimoihin. Sydänlihaksen rentoutuessa aorttaläppä sulkeutuu. Koska valtimoiden seinämät ovat joustavat, niiden sisällä on painetta myös tällöin ja tämä paine ylläpitää veren virtausta. Valtimoissa sydämen lepovaiheen lopussa vallitsevaa painetta kutsutaan diastoliseksi verenpaineeksi. Sydämen lepovaiheen eli diastolen aikana verta tulee sydämeen suuria laskimoita pitkin ensin eteisiin ja saman tien kammioihin. Sydämen vasemmalle puolelle tulee keuhkoista runsashappista verta keuhkolaskimoita pitkin. Sydämen oikealle puolelle tulee elimistöstä hiilidioksidia sisältävää verta. Pään, kaulan ja käsien alueilta veri palaa sydämeen yläonttolaskimoa pitkin ja sydämen alapuolisista osista alaonttolaskimoa pitkin. Ihmisen luontainen systolinen (yläpaine) verenpainetaso on noin 90-110 mmhg ja diastolinen (alapaine) 50-70 mmhg. Murrosiässä verenpainearvot nousevat aikuisten tasolle. Iän myötä valtimoiden seinämät menettävät joustavuuttaan, mikä aiheuttaa verenpaineen kohoamista. Laskimosuonten verenpaine on vain noin 15 mmhg, eikä se vaihtele sydämen supistuksen tahdissa. Verenpaine-erot valtimo- ja laskimosuonten välillä pitävät veren liikkeessä. Verenpainetta nostavat esimerkiksi jännittäminen, pelko, liikkuminen, puhuminen, kiire, ärtymys, melu, kylmässä oleskelu, tupakointi, kofeiinipitoiset juomat, alkoholi sekä valkotakkihypertensio (lääkärin läsnäolo). 11/18

Verenpaineen mittaus automaattisella olkavarsimittarilla Mansetti asetetaan olkavarteen siten, että kumipussin keskiosa on olkavarsivaltimon päällä. Mansetin alareuna on sydämen kärjen eli neljännen kylkiluuvälin tasolla. Mittaus aloitetaan, kun tutkittava on istunut mittauspaikalla viisi minuuttia mansetti olkavarteen kiinnitettynä. Mittaaminen tehdään aina samasta, ei dominoivasta kädestä. Mittausta edeltävän puolen tunnin aikana tulisi välttää raskasta fyysistä ponnistelua, tupakointia ja kofeiinipitoisten juomien (kahvi, tee ja kolajuomat) nauttimista. Tutkittavalle esitetään muutamia tavanomaisia kysymyksiä (3-4) ja mitataan tämän jälkeen verenpaine. Toista mittaus. Tutkittavalle esitetään muutamia kuulustelukysymyksiä (3-4) ja mitataan tämän jälkeen verenpaine. Toista mittaus. Tavanomaisten kysymysten ja kuulustelukysymysten välillä on hyvä pitää taukoa. Tulokset merkitään muistiin ja verrataan verenpainetta. 12/18

Liite 4c: Hengitystiheys Aikuisella ihmisellä normaali hengitystiheys on levossa12-16 kertaa minuutissa. 1-7 - vuotiaat lapset hengittävät 20-30 kertaa minuutissa. Yli seitsemänvuotiaiden lasten hengitystiheys on sama kuin aikuisten. Hengityslihakset saavat aivojen hengityskeskuksesta toimintakäskyjä, jotka pitävät hengitystä yllä nukkuessammekin. Uloshengitys on passiivista ja tapahtuu sisäänhengityslihasten rentoutuessa. Sisäänhengityksen aikana pallea laskeutuu supistuessaan alaspäin, mikä osaltaan laajentaa rintaonteloa. Yli 25 kerran minuuttitiheys aikuisella vaatii avustavien hengityslihasten käyttöä. Hengityksen tihentyessä myös uloshengitys muuttuu aktiiviseksi. Valheenpaljastustesti perustuu kehossa tapahtuviin muutoksiin pelottavassa tai huolestuttavassa tilanteessa. Sympaattinen hermosto veltostuttaa sileitä lihaksia ja hengitystiet avautuvat. Aineenvaihdunnan vilkastuessa lisääntyy myös solujen ja koko elimistön hengitys. Ydinjatkeen hengityskeskus säätelee automaattisesti keuhkotuuletusta niin, että hapen ja hiilidioksidin osapaineet veressä pysyvät suunnilleen muuttumattomina. Keuhkotuuletusta säätelee veren ja kudosnesteen kemiallinen koostumus (humoraalinen säätely) sekä aivokuoresta, lihaksista ym. tulevat hermoimpulssit (neuraalinen säätely). Kun kudosten hapentarve lisääntyy, vilkastuvat sekä verenkierto että keuhkotuuletus. Hengityslihaksiin vaikuttaa myös tahdonalainen säätely. Ihminen voi halutessaan pysäyttää hengityksensä pariksi minuutiksi, kunnes tahdosta riippumaton säätely käy voimakkaammaksi ja hänen on pakko vetää henkeä. Hengitystiheyden mittaaminen Tutkittava istuu paikoilleen ja lasketaan kuinka monta kertaa tutkittava hengittää sisään minuutissa. Tulos merkitään muistiin. Tutkittavalle tehdään muutamia tavanomaisia kysymyksiä (3-4) ja lasketaan hengitystiheys. Toista mittaus. Tulokset merkitään muistiin. Tutkittavalle esitetään muutamia kuulustelukysymyksiä (3-4) ja lasketaan tämän jälkeen tutkittavan henkilön hengitystiheys. Toista mittaus. Tavanomaisten kysymysten ja kuulustelukysymysten välillä on hyvä pitää taukoa. Tulokset merkitään muistiin ja verrataan hengitystiheyttä. 13/18

Lisämateriaalia opettajalle: Autominen eli tahdosta riippumaton hermosto Hermosto voidaan jakaa tahdonalaiseen ja tiedostomattomaan eli autonomiseen hermostoon. Autonominen hermosto jakaantuu sympaattiseen ja parasympaattiseen hermostoon. Pääsääntönä on, että elimiin tulee sekä sympaattisia että parasympaattisia hermosyitä. Elimet saavat kahdenlaisia, usein vastakkaisia toimintakäskyjä. Käskyjen suhteellinen voimakkuus ratkaisee, miten elin käyttäytyy. Selkärangan kummallakin puolella on helminauhamainen sympaattinen hermorunko. Sympaattinen hermosto eli sympatikus toimii voimakkaasti äkillisissä kriisitilanteissa. Verenkierto vilkastuu kun sydämen sykintä nopeutuu ja sen iskutilavuus suurenee. Ihon ja sisäelinten verisuonet supistuvat niin, että verenpaine nousee. Sydämen ja toimivien luustolihasten verisuonet kuitenkin laajenevat. Pienten keuhkoputkihaarojen sileät lihassyyt veltostuvat, niin että hengitystiet avautuvat. Sympaattinen hermosto hidastaa ruuansulatuskanavan liikkeitä ja eritystoimintaa. Sympatikusärsytys laajentaa silmän mustuaista. Se myös lisää hien eritystä. Sympatikuksen välittäjäaineena on yleensä noradrenaliini. Parasympatikuksen vaikutukset ovat usein päinvastaisia kuin sympatiuksen ja säätely kohdistuu usein vain yhden tai muutaman elimen toimintaan kerrallaan. Parasympatikus on vallitsevana silloin kun kerätään voimia, nukuttaessa ja ruokaa sulateltaessa. Parasympatikus hidastaa sydämen sykintää, vilkastuttaa ruuansulatuskanavan liikkeitä ja eritystä sekä vaikuttaa virtsarakon tyhjenemiseen. Iho Hikirauhaset sijaitsevat syvällä verinahassa tai ihonalaiskudoksessa. Hikirauhaset ovat toisesta päästä kerälle kiertyneitä pitkiä putkia, ja ne johtava hien ihon pinnalle. Iholla on kahdenlaisia hikirauhasia, ekkriinisiä ja apokriinisiä. Ekkriiniset hikirauhaset ovat kehon lämpötilansäätelyn kannalta tärkeämpiä, ja niitä on koko ihon alueella useita miljoonia, tiheimmin kuitenkin kämmenissä ja jalkapohjissa. Apokriiniset hikirauhaset sijaitsevat pääasiassa kainaloissa, nivusissa ja alapäässä. 14/18

Hikoilu on kehon tärkein keino pitää ruumiinlämpötila oikeana. Yleisimmin ihminen hikoilee, kun ympäristön lämpötila on korkea, keho rasittuu fyysisesti tai kun hänellä on kuumetta. Keho jäätyy hikoillessaan, sillä iholta haihtuva vesi laskee ruumiinlämpötilaa. Hikeä voi erittyä myös silloin, kun ihminen on stressaantunut tai levoton. Kämmenissä ja jalkapohjissa olevien hikirauhasten toiminta aktivoituu stressaavissa tilanteissa. Hikoilun määrää ohjaa sympaattinen hermojärjestelmä, jota ei voi kontrolloida tahdonvoimalla. Normaalista ihon kautta haihtuu noin puoli litraa nestettä päivässä. Arvinoiti Nimi: Oppilas osaa: Arviointi: T / H / E muodostaa oman kantansa keskustella kannastaan muiden kanssa hakea tietoa annetusta materiaalista tulkita diagrammia tehdä johtopäätöksiä keskustella johtopäätöksistä ryhmässä tehdä mittauksia ohjeiden mukaan yhdessä muiden kanssa kirjata tulokset näkyviin pohtia mittausten järkevyyttä edistää johtopäätösten tekemistä rakentavasti esitellä tulokset ja johtopäätökset toisille esittää perustellun kannan 15/18

PROFILES -opiskelumateriaalia Oppilaan ohje Voiko oikeus luottaa valheenpaljastuslaitteeseen? Luonnontieteet Biologia ja terveystieto 7.-9.luokka Lyhyesti Valehtelun paljastavaa teknologiaa on käytetty tieteiskertomuksissa, tv-sarjoissa ja muussa fiktiossa iät ja ajat, mutta kuinka oikea valheenpaljastuslaite toimii? Teidän tehtävänne on tutustua opettajan antamien ohjeiden perusteella valheenpaljastuslaitteen taustalla oleviin biologisiin ja ihmisen tahdosta riippumattomiin reaktioihin. Tämän jälkeen teidän tulee arvioida, ovatko valheenpaljastuslaitteet oikeasti luotettavia? Voisiko oikeus luottaa valheenpaljastuslaitteeseen? 16/18

Voiko oikeus luottaa valheenpaljastuslaitteeseen? Ryhmäläisten nimet:........................................... Lukekaa ensin oheinen tarina. Koulun teknisen työn puuvarasto syttyi tuleen. Rikospoliisin kemisti selvitti paloa. Syttymisaika ja -tapa selvisivät. Palo oli syttynyt illalla kello kymmenen ja kahdentoista välillä. Poliisilla oli vahva epäily kolmen henkilön oleskelusta alueella tuohon aikaan. Kuulustellut henkilöt kuitenkin kiistivät olleensa lähistöllä. He kertoivat olleensa tuolloin kotona nukkumassa. Miten voidaan saada totuus selville? Voisiko oikeus luottaa valheenpaljastuslaitteeseen? Valheenpaljastuslaite perustuu ihmisen tahdosta riippumattomiin reaktioihin kuten pulssiin, verenpaineeseen, hikoiluun, hengitystiheyteen ja ihon sähkönjohtavuuteen. 17/18

Ohjeet Tehtävänäsi on oppilastovereidesi kanssa tutustua valheenpaljastuslaitteen toimintaan sekä pohtia valheenpaljastuslaitteen luotettavuutta. Lisäksi pienryhmät rakentavat oman valheenpaljastuslaitetta muistuttavan laitteen, jolla tutkitaan kokeellisesti ihmisen tahdosta riippumattomia reaktioita. Omien tutkimustulosten sekä teorian perusteella tehdään johtopäätös valheenpaljastuslaitteen luotettavuudesta. 1.Pohdi, voiko valheenpaljastuslaitteeseen luottaa. Kirjoita mielipiteesi paperille. Perustele mielipiteesi. Osallistu sen jälkeen luokkakeskusteluun aiheesta. 2.Tutustukaa pienryhmänä (4-5 opiskelijaa) valheenpaljastuslaitteen toimintaan ja periaatteisiin opettajan antaman kirjallisen materiaalin perusteella. 3. Jokainen pienryhmä rakentaa valheenpaljastuslaitetta muistuttavan laitteen. Laitteella tutkitaan ihon sähkönjohtavuutta ja miten pulssi, verenpaine ja hengitystiheys vaikuttavat siihen. Yksi ryhmän jäsenistä on tutkittava henkilö. Ryhmä keksii tilanteen, jossa yritetään selvittää valehteleeko tutkittava henkilö vai ei. Olennaista on se, että vain tutkittava henkilö tietää valehteleeko hän vai puhuuko totta. Kun muu ryhmä suunnittelee tavanomaisia kysymyksiä ja kuulustelukysymyksiä, niin tutkittava henkilö ei ole kuulemassa. 4. Lopuksi keskustelkaa ryhmissä valheenpaljastuslaitteen käytöstä ja siitä, voiko oikeus luottaa siihen. Kirjatkaa perustelu. Laatikaa viiden minuutin esitys omista tutkimustuloksista ja johtopäätöksistä ja valmistautukaa esittelemään ne toisille ryhmille. Päätöksenteko Kun olette kuunnelleet muiden ryhmien esitykset, pohtikaa vielä laitteen luotettavuutta. Kirjatkaa mielipiteenne perusteluineen. Muodostakaa lopuksi luokan yhteinen kanta. Voiko oikeus luottaa valheenpaljastuslaitteeseen? 18/18