用DNA預(yù)測臉相

杰克

美國佛羅里達(dá)警方近期全力搜捕一躲在暗處的嫌犯。兩年多來，這人一直在威脅恐嚇多名女性，潛入其房內(nèi)偷窺她們睡覺，他曾摸過多名女子的腳和頭發(fā)，還性侵過她們。該犯每次蒙臉作案，因此報(bào)案者沒有見過其相貌。2016年9月，警方卻披露了該犯的肖像：黑或棕發(fā)或是淡褐色的瞳仁、皮膚光滑、高顴骨，尖下巴的拉丁人。但這幅肖像圖并不是警方素描專家根據(jù)目擊者的證詞畫出來的，而是根據(jù)嫌犯DNA數(shù)據(jù)用電腦合成的頭像。

警方僅花費(fèi)4500美元，采用一種并非常規(guī)的方式，即請(qǐng)當(dāng)?shù)匾患曳Q為派拉邦的納米實(shí)驗(yàn)室在犯罪現(xiàn)場采集到嫌疑犯的DNA樣并分析其發(fā)色、瞳色、面部特征及與其血統(tǒng)有關(guān)的遺傳因素。之后，該實(shí)驗(yàn)室依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，合成出該嫌犯的面部特征。該機(jī)構(gòu)生物信息部總監(jiān)艾倫·格萊塔克坦承道，納米實(shí)驗(yàn)室所分析出的圖像并非犯罪嫌疑人的真實(shí)面貌，但他們能夠告訴警方，應(yīng)搜尋哪一類人或排除哪類人。

派拉邦納米實(shí)驗(yàn)室

在過去幾年里，世界法醫(yī)科學(xué)和相關(guān)技術(shù)已逐漸進(jìn)入一個(gè)新紀(jì)元，即能進(jìn)行人臉識(shí)別。此前，這還是充滿未知的領(lǐng)域，但法醫(yī)科學(xué)家認(rèn)為，人的面貌特征根植并隱藏在其遺傳基因內(nèi)，科學(xué)家可通過DNA中的細(xì)微標(biāo)識(shí)與其生理特征，發(fā)掘其相貌特征的依據(jù)。例如，調(diào)查人員若用DNA預(yù)測鼻梁的寬度或眼睛大小，那么他們就可在更短的時(shí)間內(nèi)捕獲犯罪嫌疑人。

人臉預(yù)測技術(shù)人員認(rèn)為，這個(gè)技術(shù)不僅能提供線索，還能幫助預(yù)測人類的祖先相貌，比如識(shí)別已失蹤久遠(yuǎn)的祖先遺骨。DNA技術(shù)甚至能分析出尼安德特人的面貌特征，他們甚至能依據(jù)數(shù)據(jù)推測出未出生孩子的面貌特征，讓即將當(dāng)父母的人看看他們孩子的相貌特征。盡管這種方法尚未完全被接受，但仍然是一種趨勢(shì)，法醫(yī)科學(xué)家對(duì)此深信不疑。

雖然這一技術(shù)尚未被所有人認(rèn)可，但依據(jù)DNA技術(shù)預(yù)測人臉具有可行性和現(xiàn)實(shí)意義。原因是，面部特征是根據(jù)成千上萬個(gè)基因組成，每個(gè)基因都有其細(xì)微的特征和作用。為了達(dá)到目的，法醫(yī)科學(xué)家已開始把所有的基因都進(jìn)行分類，頭發(fā)的、眼睛和膚色的等等，以種族為背景的基因相對(duì)容易確定。但要抓住其特征的基因源，比如身高和面部輪廓卻需要分析分布在人體內(nèi)的各種DNA，這就像風(fēng)中的蒲公英一樣難以捕捉，還需要進(jìn)一步探究。這就是為什么部分研究人員認(rèn)為如今在人臉預(yù)測技術(shù)方面所做的努力還不夠。

荷蘭伊拉斯姆斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心遺傳學(xué)家曼弗雷德·凱瑟爾認(rèn)為，他們所做的大部分嘗試都是根據(jù)性別和血統(tǒng)方面的遺傳信息來構(gòu)建人臉圖像（比如他是男性，歐洲人）的，用數(shù)據(jù)合成的圖像與實(shí)際的面部特征相比，更具有科學(xué)性和客觀依據(jù)。

從國王的臉談起

最近，英國繪畫家通過自己的想象畫出英國歷史上臭名昭著的國王查理三世的臉相。他脊椎彎曲，殘暴無比，其頭發(fā)可能為棕色或淺黑色，瞳仁為黑色。查理三世在500年前死于一場戰(zhàn)爭。他的頭像曾被反復(fù)描繪，不盡相同?，F(xiàn)在，DNA技術(shù)可讓科學(xué)家擁有更完整的肖像圖。2012年，英國考古學(xué)家在一處停車場下挖掘出查理三世國王發(fā)黃的骸骨?？脊艑W(xué)家凱瑟最終確認(rèn)：查理三世的瞳仁為藍(lán)色，并且他孩提時(shí)頭發(fā)為金黃色，成年后頭發(fā)變?yōu)闇\棕色或金色。2014年，英國凱瑟法醫(yī)科學(xué)研究小組通過檢測查理三世的顱骨DNA發(fā)現(xiàn)，國王的瞳仁應(yīng)為藍(lán)色，頭發(fā)應(yīng)為金色或淺棕色。今天，研究人員通過分析年代久遠(yuǎn)的人骨，從其DNA遺傳獲得相關(guān)信息，查理的面部特征最終有了可靠的結(jié)論。

凱瑟小組之所以如此確定，是因?yàn)榭茖W(xué)家已能檢測控制發(fā)色和瞳色的基因。法醫(yī)科學(xué)家認(rèn)為，每個(gè)人的基因庫或基因圖譜都含有30億個(gè)化學(xué)堿基對(duì)，即通過把DNA排列成“字母”，拼出從性別到皮膚顏色等所有基因組。人與人之間大多數(shù)基因字母都大同小異，但科學(xué)家卻利用基因單核苷酸多態(tài)性，即相關(guān)圖譜中的細(xì)微改變和字母組合的差異，測得其生理特征。比如說，法醫(yī)可通過分布在六個(gè)基因上的六個(gè)字母來推斷人眼瞳色。研究人員通過22個(gè)字母確定頭發(fā)的顏色。對(duì)瞳色究竟是藍(lán)色或棕色，這個(gè)小組預(yù)測的準(zhǔn)確率逾90%。預(yù)測發(fā)色的準(zhǔn)確率在80%—90%之間——最易推測的是紅發(fā)。

2015年，凱瑟小組在《國際法庭科學(xué)雜志：遺傳學(xué)》上發(fā)文稱，他們?cè)诜治鰢醪槔砣赖暮」菚r(shí)，運(yùn)用了稱作堆疊的程序系統(tǒng)。所謂的堆疊程序系統(tǒng)即通過DNA推測瞳色和發(fā)色的一種技術(shù)。也可用它來追蹤犯罪，即根據(jù)人的血液、精液和唾液來判斷人的發(fā)色，甚至在DNA不完整時(shí)也可推測出正確的發(fā)色。但若犯罪現(xiàn)場樣本DNA過于久遠(yuǎn)，那么他們呈現(xiàn)給法庭的DNA就可能不完整，其碎片很難分析準(zhǔn)確。

同年9月，國際法醫(yī)遺傳學(xué)協(xié)會(huì)在波蘭克拉科夫市舉行會(huì)議，凱瑟小組在學(xué)術(shù)會(huì)議上表明，發(fā)色和瞳色是可以通過DNA技術(shù)鑒定出來的，并且他們已將膚色列入程序系統(tǒng)。最初的結(jié)果表明，膚色、瞳色和發(fā)色的檢測所要求的準(zhǔn)確度最高。

通過顏色檢測對(duì)推測面貌特征只是一個(gè)好的開端。要進(jìn)一步準(zhǔn)確推測人相特征，還任重道遠(yuǎn)，因?yàn)轭A(yù)測工具仍然不夠精確，條件限制很大。瞳仁若不是藍(lán)色或棕色，那么就很難推測，比如，發(fā)色為金黃的成年人與深棕發(fā)色的成年人，盡管他們孩提時(shí)的頭發(fā)均為金色，但DNA也很難區(qū)分。

可靠的檢測案例

澳大利亞昆士蘭大學(xué)遺傳學(xué)家皮特·維斯徹爾認(rèn)為，這些特性及血統(tǒng)的檢測輕而易舉，也是容易實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，即利用DNA堆疊技術(shù)可推測出是紅發(fā)、藍(lán)瞳，就可推測出人的大概相貌。其他特征所謂推測則要難很多，比如身高與臉型仍然難以推測。若非脊椎側(cè)彎，查理身高可能達(dá)到5.8英尺?？茖W(xué)家通過計(jì)算其骸骨中的股骨部分，得出身高數(shù)據(jù)，通過DNA檢測，便推測出其臉相。

基因檢測臉相可能是正確的，也可能不正確，因?yàn)檎`差很難避免。用DNA推測，兩種主要因素可發(fā)揮重要作用，最關(guān)鍵的則是能回答如下兩個(gè)問題：其一是基因與環(huán)境在多大程度上能影響人相的特征；其二是它包含了多少個(gè)基因。比如若多個(gè)基因直接影響鼻梁的形狀，那每個(gè)基因的影響度究竟有多大，這還不得而知。

依據(jù)基因科學(xué)家的說法，影響身高的基因數(shù)以萬計(jì)，而要探究影響身高的基因，則另當(dāng)別論?？茖W(xué)家雖然已做出巨大的努力并取得長足進(jìn)步，但這還很不夠。報(bào)道稱2015年，研究人員維斯切爾與400余位同事在自然遺傳學(xué)領(lǐng)域?qū)?9項(xiàng)研究做了標(biāo)注，逾25萬人的基因數(shù)據(jù)組被排序，在基因組與身高有關(guān)聯(lián)的基因字母中排除了1萬個(gè)毫無關(guān)聯(lián)的分散DNA。但僅僅運(yùn)用他或她單個(gè)DNA信息，不足以確定個(gè)人的身高?？茖W(xué)家若不能預(yù)測像身高那樣的特征，那么要研究其他更為復(fù)雜的特征，希望則更為渺茫，而推測其口型大小或與眼眶間距等更不可能。但基因科學(xué)家認(rèn)為，隨著越來越多的人提供更多的數(shù)據(jù)，在5到10年內(nèi)，他們可準(zhǔn)確判定出人的身高。但現(xiàn)在還無法創(chuàng)造要通過DNA探測身高的奇跡，而通過DNA推測面部特征則更難。endprint

一切以數(shù)據(jù)為準(zhǔn)

人類可通過化妝或剪新發(fā)型改變其相貌特征。但潛在的構(gòu)造——鼻梁長度、耳朵大小等均取決于父母基因?？茖W(xué)家認(rèn)為，人的特征依賴于上輩基因，但他們對(duì)基因所起作用的了解少之又少。盡管如此，科學(xué)家在人類DNA與面部特征間的聯(lián)系上不斷取得成就。早在2012年，凱瑟與同事運(yùn)用DNA技術(shù)讓近萬人參與試驗(yàn)，即用2D或3D挑選出影響臉型的5種基因。其中一種基因PAX3似乎可確定鼻梁高度；那年，世界上其他國家的研究人員也為這類基因做出準(zhǔn)確定位。加拿大卡爾加里大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家班尼迪克特·哈德格尼姆松認(rèn)為，這些發(fā)現(xiàn)是好的開端，但總體上說人類對(duì)控制臉型的基因了解仍然不夠。

現(xiàn)在他們確信，通過分析人類DNA的細(xì)微差別、單個(gè)核苷酸多態(tài)性或SNPs就可幫助推測身體特征。其中一些基因要比起另一些更容易探測其特征。2015年，經(jīng)研究人員努力，他們又檢測出更多的相關(guān)線索，并在《PLOS遺傳學(xué)》期刊上發(fā)表一篇備受爭議的文章，即美國賓州大學(xué)人類學(xué)家馬克·施萊弗與同事通過592名參與者的遺傳信息合成出人臉3D圖像。盡管如此，通過DNA鑒定出人的相貌，還只是萬里長征走完第一步。

該納米實(shí)驗(yàn)室有一位專家，名叫施萊弗。他原來以為，基因技術(shù)能夠向識(shí)別人臉提供些參考，而并不能成為人相推測技術(shù)的主流。但他在研究中通過收集的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在科學(xué)技術(shù)還不夠完善的今天，這種推測完全可能實(shí)現(xiàn)人類所想要的目標(biāo)。該實(shí)驗(yàn)室生物信息部總監(jiān)則認(rèn)為，納米實(shí)驗(yàn)室尚無做出一項(xiàng)可證明其檢測的準(zhǔn)確性研究，但法醫(yī)卻依據(jù)他們提供的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確檢測出來。維持法院給予這家實(shí)驗(yàn)室公司一種檢測權(quán)限，并且他們?cè)谫I產(chǎn)品之前就能獲得相關(guān)DNA樣本，以便這些機(jī)構(gòu)能將圖片和納米實(shí)驗(yàn)室的推測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比?？茖W(xué)家希望每項(xiàng)研究都做得天衣無縫，然后才公之于眾。

此外這家納米實(shí)驗(yàn)室還通過利用1.5萬人的基因數(shù)據(jù)探究了其性別、血統(tǒng)和面部特征的遺傳信息。若想了解人類面部特征的差異，就需知道關(guān)于他們基因的巨大差異。因此，基因數(shù)據(jù)收集得越多越好，并且這一切都要以基因數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

納米實(shí)驗(yàn)室的DNA技術(shù)尚不能完全確定個(gè)體特征，但科學(xué)家卻可通過排除其他雜型DNA信息，用相關(guān)組圖排除嫌疑犯長相。如，追捕連環(huán)在逃者時(shí)，警察可排除紅頭發(fā)、藍(lán)眼睛的嫌疑人。毫無疑問，用DNA檢測臉相的技術(shù)給調(diào)查者一條探究的新思路。倘若調(diào)查毫無進(jìn)展，探員即可尋求納米實(shí)驗(yàn)室DNA檢測技術(shù)的幫助，開創(chuàng)破案新方法。

編輯：成韻 chengyunpipi@126.comendprint