眼睛在法医探案方面的应用
2018-07-03
从视网膜提取影像,目前看来依然玄乎。然而,能否因此就断然否定动物死后视网膜图像的存在及其潜在应用价值呢?并不见得,因为另一些与此有关的理念,已被证明可行。
角膜反射揭示旁人
在1964年的007系列电影《金手指》中,男主角詹姆斯·邦德挫败了一次袭击,因为从他将要亲吻的女士的眼球上,他看见了即将从他背后袭击他的男子的反射像。科学家2013年12月底宣布,依据角膜反射,未来有可能准确识别一个人或一些人。
科学家发现,一个人的肖像照的眼中,可能生成摄影师或靠近被拍照者的影像。这些附加影像以反射图像的形式,出现在被拍照者的眼睛里。就算反射图像经过强化后看起来也模模糊糊,它们依然携带着足够的细节信息,因而能让其他人辨认出反射在被拍照者眼睛里的人。多个科学团队正在探寻这一被称为角膜成像的方法。该方法可能有广泛用途,如犯罪调查和侦查(甚至重建被拍照者所在的直接环境)。
在实验中,科学家采用高级数字相机和照相馆照明,为5名志愿者拍摄证件相片的坐像。同时,也为这5名志愿者拍摄在他人眼中呈现的角膜反射图像(靠近摄影师站立)。接着,科学家让两组人尝试匹配证件照片和处理过的角膜反射图像照片,其中还以不是这5名志愿者的其他一些人的证件照片作干扰。实验结果显示,对5名志愿者都不熟悉的一组人,他们将角膜反射图像照片与证件照片对应起来的成功率为71%。那么,熟悉这5名志愿者的另一组呢?正确匹配率高达84%。
接下来,一位代号J的男科学家与5名志愿者排成一线,调查10名新的志愿者(他们对这项实验不熟悉,但熟悉J)是否能一下子就把他与其他人区分开,以及这种区分的信心度。这项实验意在模拟:警方让可能的嫌疑人站成一排,让目击者从这排人当中指认嫌疑人。结果,10名志愿者中有9人从模模糊糊的角膜反射图像照片中认出了J,信心度为80%。科学家得到的结论是,角膜反射图像不仅可能与同一个人已有的高质量图像匹配,而且能让某个人辨认出他(她)知道的那个人。这让科学家很惊讶,毕竟基于角膜反射图像的清晰度很差。
在从他人眼中提取反射的面部信息方面,这项研究代表着一种初始探索。但该方法作为一种法医学工具的用途还远远未得到证明,因为在真实案例中存在太多可变因素。实施绑架或性骚扰的罪犯,不太可能被高端数字相机以39兆像素的分辨率拍摄下来,更何况这样的拍摄还需要很高的光照条件。另外,在这项实验中,对照片进行匹配依然是一种主观活动,基本上就是给出一种意见。如果能直接测量角膜反射图像的某个方面,例如反射图像中某人的两个瞳孔之间距离,再与对同一个人高像素照片中同一参数的测量结果对比,那么肯定会更好。这种客观测量结果的可信度当然也会更高。
参与这项研究的科学家承认,照相机像素确实是一个问题,但随着技术不断进步,也许要不了多久,一般的智能手机也将具有超高像素的摄像头。最终,找到最佳辨认者(那些熟悉相关面孔的人),可能比获得最好的图像更重要。
眼睛揭示死亡时间
除了视网膜图像和角膜反射图像之外,眼睛在法医探案方面还可能有其他多种潜在用途。例如,基于对死尸眼球玻璃状液中多种物质的检测,科学家研发了一种有助于确定死亡时间的软件。
为了应用这种技术,科学家检测了人类尸体眼球玻璃状液中钾、尿素和次黄嘌呤(一种DNA代谢物)的初始浓度,并且把这些数据代入计算程序。新发明的软件使用的正是这一信息,由此能比以往更准确地确定死亡发生在何时。
估计死亡时间的传统方法,是基于对一些参数的研究。这些参数包括尸体直肠或肝脏等脏器的温度、尸僵(死后僵直)或死后尸体颜色改变等。采用生物化学方法检测体液,是对这些传统方法的补充。生化检测方法当中有一种针对的正是玻璃状液,它是发现于眼球晶状体背后的胶黏液体。
新研发的数学模型比迄今为止使用的模型更灵活,更可测,更有效。例如,传统模型无法测试DNA退化和免疫反应,新模型则能。传统的线性回归数学模型假定,钾、次黄嘌呤和尿素浓度呈线性增加,在人死后这种增加方式基本不变。新研究却发现,这种假设并不属实。新研发的广义加性模型(GAM)或支持向量回归机模型(SVM)避开了线性假设。事实上,SVM方法提供更准确的数据,GAM方法则更有助于理解图像和数据,所以二者互为补充。
科学家合并上述信息,研发了一个代号为R的计算机程序包。利用它,只需使用4个可测变量(钾、次黄嘌呤和尿素浓度,再加上死亡原因),就可能确定死亡时间。此外,该程序包还能图形化显示结果。来,通过被眼球晶状体捕捉的放射性碳14,科学家能精确测定一个人的出生年。
眼球晶状体包含晶状体蛋白。晶状体蛋白是很小的透明蛋白质,它们连在一起,组成眼球晶状体。从我们还在母亲腹中到我们大约两岁时这段时期,晶状体蛋白在眼球晶状体内部及周围不断形成。在此过程中,来自空气中的微量放射性碳也被融进晶状体蛋白之间,并停留在那里,但不会对视力造成损害。正因为晶状体蛋白形成后很少改变。这样就对一个人的出生年份提供了一种独特记录。
运用一部大型核粒子加速器,科学家测量了13具人类尸体的眼球晶状体碳14含量,然后看它们分别与大气层哪一年的碳14含量匹配,由此确定了这些人的出生年(即两个数据相同的哪一年)。不难理解,这项技术有局限性,因为它要求被测定出生年份的人是在1950年之后出生的,眼球晶状体还必须在死后3天内取出,以防它过于腐烂。此外,此人不能长期吃海鲜,因为这会提高读数。