僅憑一滴血，能復原出謀殺犯長什麼樣嗎？

1984年1月的某天，美國奧羅拉市警方接到報案，在家族經營的傢具店工作的男子沒有去上班，他的母親驅車到家中探望，見到了無法想像的恐怖場景：這名男子頭部遭受錘擊，喉嚨割開，妻子被刺身亡，兩人七歲的大女兒死前遭到性侵，三歲的小女兒面部骨折但仍然活著。

圖 | Pixabay

根據遺留的DNA和作案手法推斷，兇手至少要對該案在內的四起襲擊負責，但資料庫內找不到任何匹配的信息。直至2016年，這個案子仍未破獲。

別無他法，警方向Parabon Nano Labs公司購買了兩張嫌疑犯的「快照」。這個公司提供的「快照」服務，宣稱可以根據遺傳信息生成個人的面部肖像，從而幫助警方縮小搜查範圍。這兩張新鮮出爐、單張價格超過3600美元的照片，讓奧羅拉市警方32年來第一次對嫌犯外貌有了概念：白NDA人，淺色頭髮，藍色或綠色眼睛，可能有少量雀斑；年輕的他就像個大學畢業生，看起來十分普通。

奧羅拉市警方公布的嫌疑犯25歲時的「快照」 | Parabon

這樣的照片真的靠譜嗎？難道，僅靠DNA，我們就能夠知道一個人的長相嗎？

面部復原能做到嗎？

我們的基因像是一部代碼腳本，而某些代碼將指向特定的外貌特徵，這稱為遺傳標記。而現在，部分遺傳標記與外貌間的聯繫已被破譯。

作為斯坦福大學的法醫人類學家，布麗吉特·阿奇-赫威特（Bridget Algee-Hewitt）的工作之一是鑒定美國與墨西哥邊境線上的死者身份。邊境線很長，有些遺體發現時已化成白骨。曾經的法醫人類學技術只能得出死者的性別、年齡、身高等大體信息，光靠這些，你仍然不能確定死者是誰。

但加上DNA就不一樣了。通過遺傳信息對瞳色、發色及膚色的推斷，再對比失蹤人口，確定邊境線上死者身份的可能性就大多了。

「你收集的數據越多、分析的DNA越多，生成的統計模型就越好，成功率也會更高。這項技術已經是有效的，它的估算協議是有意義的，所以問題在於收集更多的數據來完善它。」布麗吉特這樣說。

預測瞳色的IrisPlex系統與預測發色的HirisPlex系統 | 參考文獻1

對外表特徵的估算建立在統計模型的基礎上，這一技術已能較準確的得出一個人的瞳色、膚色與發色。法醫生物學家曼弗雷·凱瑟（Manfred Kayser ）與蘇珊·沃什（Susan Walsh）是這一領域的先驅。在2010年，他們研發了IrisPlex系統，這個系統可以用六個遺傳標記來確定一個人眼睛是藍色還是棕色的。到2012年，他們加上預測發色的標記，新模型對金髮、棕發、紅髮、黑髮的測算平均正確率分別達到了69.5%、78.5%、80%和87.5%。到2017年，他們把膚色按深淺分為5度，又研發出預測膚色的模型。他們的測試在網上公開，任何掌握遺傳數據的人都可以上去一試（https://hirisplex.erasmusmc.nl/）。

五度膚色預測 | 參考文獻1

蘇珊·沃什現為印第安納大學生物系助理教授，2016年接受採訪時，她確定現有的DNA外貌復原技術並非無所不能。她認為，測算人是藍眼睛還是棕眼睛的技術比較容易，把膚色分級後的預測成功率也能達到80%以上。至於下一步，她希望能夠通過遺傳信息復原瞳孔、頭髮和皮膚上更精準的連續色，但技術還沒發展到那一步。同樣地，她也認為現有技術不能復原出一個人的整張臉。

「現在，有些人向警方宣傳他們可以製作面部復原圖像，這太超前了。」沃什說，「色素（的預測）可以做，面部重建做不到。」

全身復原能做到嗎？

實際上，對於警方來說，面部信息可能還不夠。身高、胖瘦，這些信息能夠通過DNA來複原嗎？

去年，美國人類長壽公司（Human Longevity）聲稱可根據遺傳信息重建全身肖像。公司創始人克萊格·文特爾（Craig Venter）是基因研究領域的風雲人物，曾領導與人類基因組計劃競爭的商業研究，並在2010年宣稱造出合成細胞。人類長壽公司的這項研究對約一千個人的生理特徵進行了詳細測量，並完成了全基因組測序。由這些數據構建出測算模型將可以預測三維面部結構、聲音、生理年齡、身高、BMI指數、瞳色以及膚色。

人類長壽公司創始人克萊格·文特爾 | PLOS

不過，這項研究受到了許多著名學者的質疑，他們認為研究結果言過其實。有人指出模型似乎是根據性別、血統等因素構建平均面孔，而不是每個人獨特的樣子。對於少數族裔混血人群的預測方法也遭到了批評。

被稱為「染色體黑客」的雅尼夫·艾力西（Yaniv Erlich）是質疑隊伍中的一員，現為哥倫比亞大學計算基因組學實驗室的負責人。即使存在準確的面部預測，艾力西認為，若要測算現實世界中的某個人，一個難題在於我們必須建立人口規模的資料庫。這個資料庫里，每個我們想鑒定的人的身高、面部形態、數字化聲音特徵等信息都要收錄進來。沒有詳細的生物測量資料庫，就不可能把生理測算精確到個人。

那麼未來呢？

只要看看同卵雙胞胎，就知道DNA對人外貌的影響有多大。問題是我們能破解多少DNA與外貌間的關聯，而這又需要多久呢？

有些特徵是相對容易預測的。比如瞳色，影響這個性狀的基因變異相對較少。而另外一些被眾多基因影響的特徵，預測起來就更難。以最近一項對發色的研究為例：研究者檢測了30萬歐洲血統者後，發現了110個與發色有關的新遺傳標記，但是它們對黑髮、紅髮的預測要比對金髮、褐發的預測更靠譜。

志願者照片和Parabon系統生成的肖像，下方列出了各項特徵的預測結果 | Parabon

另外，血統不同，DNA對我們生理特徵編碼的方式可能也存在差異。如今，對現代歐洲人的外表預測好於對其他族群，因為現有資料庫中大部分遺傳數據都來自歐洲血統者。

在未來，日益完備的機器學習技術將運用於DNA外貌預測領域，技術之外，我們同樣需要更大的、能代表多個群體的資料庫。雖然對現有技術的能力範圍存在爭議，但我們能破解的DNA與外貌間的關聯，只會越來越多。

未來我們能破解的DNA與外貌的聯繫，會越來越多 | William Whitehurst

至於文章開頭，奧羅拉市警方向Parabon公司購買的那兩張快照，到底有沒有幫助他們找到嫌疑人呢？

實際上，不少學者對這個系統抱有懷疑。由於這家公司未公開數據來源和演算法，他們的方法也沒有在同行評議審查的情況下發表，所以很難去評估它的預測能力。就連Parabon公司自己也聲明，快照將與其他調查信息配合使用，縮小嫌疑人範圍，而不會用於鎖定嫌疑人。

而在快照發布後的幾周里，奧羅拉市警方的電話被打爆，但真正的線索寥寥。奧羅拉警方說：「也許五年後，他們可以改進系統的功能。」

參考文獻

Walsh, S., Chaitanya, L., Breslin, K.,Muralidharan, C. Bronikowska, A., Pospiech, E., Koller, J., Kovatsi, L., Wollstein, A., Branicki, W., Liu, F. And Kayse, M., 2017. Global skin colour prediction from DNA.Human Genetics, 136(7), pp. 847-863.

Walsh, S.,Liu,F., Wollstein, A., Kovatsib, L., Ralf, A., Kosiniak-Kamysz, A., Branickid, W. And Kayser, M., 2013. The HIrisPlex system for simultaneous prediction of hair and eye colour from DNA. Forensic Science International: Genetics. 7(1), pp.98-115.

Cheddar Man: DNA shows early Briton had dark skin. https://www.bbc.com/news/science-environment-42939192.

Could DNA phenotyping construct a likeness of the Gold Coast rapist? https://www.smh.com.au/national/drawing-an-offenders-face-from-a-drop-of-blood-20161118-gss377.html

作者：Caitlin Curtis，James Hereward

編譯：vicko238

編輯：Ent

一個AI

故意吃得特別胖，這樣就復原不出來了！

還沒看夠嗎？更多好玩的歷史文章，還不快戳！

你可別騙我！這些「古生物復原圖」真的不是科學家胡B畫的？

死了幾百年的無名屍，怎麼鑒定？沒有DNA，頭髮也行！

鳴人和雛田生了娃，白眼和鬍子都是怎麼遺傳下來的？

點擊揭開人體密碼

給自己一個交代膠帶

好玩的都在這裡喲

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！