Почему наши отпечатки пальцев уникальны? И что еще может нас идентифицировать

Линии на подушечках пальцев, которые называют папиллярными узорами, начинают формироваться еще в утробе матери — примерно на третьем месяце развития плода. К шестому месяцу основной рисунок уже сформирован. Позже палец растет, но сам узор в основном сохраняется на всю жизнь.

Можно было бы подумать, что этот рисунок просто записан в нашей ДНК. Но гены определяют лишь часть процесса. Они влияют на развитие кожи и на то, какой общий тип узора может сформироваться, но не задают точное место каждой линии.

Окончательный рисунок зависит от множества мелких факторов: скорости роста пальцев, тканей под кожей, развития сосудов и нервов, а также условий в утробе матери. Значение могут иметь даже незначительные различия в положении плода и давлении на пальцы. Именно поэтому даже у однояйцевых близнецов с почти одинаковым набором генов отпечатки пальцев разные.

При этом общие узоры могут повторяться у многих людей. Для идентификации важны более мелкие особенности — например, места, где папиллярная линия заканчивается, разделяется на две или образует отдельный короткий фрагмент. Совокупность таких деталей и делает отпечаток настолько индивидуальным.

Зачем они вообще нужны

Природа, конечно, не создавала отпечатки пальцев для полицейских и смартфонов. Рельеф на подушечках пальцев связан с нашей способностью прикасаться к предметам и манипулировать ими.

Папиллярные линии влияют на контакт кожи с поверхностью и помогают воспринимать ее фактуру. Особенно важно это для подушечек пальцев, где находится большое количество рецепторов.

А человек уже научился использовать эту особенность как своеобразную биологическую подпись. Так более ста лет отпечатки используют в криминалистике. Сегодня компьютерные системы могут сравнивать след с огромными базами и находить возможные совпадения.

Но автоматический поиск не дает безошибочного ответа. След на стакане или дверной ручке может быть неполным, размазанным или искаженным, поэтому окончательный вывод требует анализа и проверки специалистом.

Искусственный интеллект заметил то, чего раньше не видели

Однако в последние годы привычное представление об уникальности отпечатков получило интересное уточнение. В 2024 году исследователи из Columbia Engineering использовали искусственный интеллект для анализа около 60 тысяч отпечатков. Их интересовало, способен ли алгоритм определить, что отпечатки разных пальцев принадлежат одному человеку.

Оказалось, что способен. При сравнении отдельной пары отпечатков точность доходила до 77%. Причем искусственный интеллект смотрел не столько на мелкие разветвления и окончания линий, которыми традиционно пользуются криминалисты, сколько на углы и кривизну основных узоров, особенно в центральной части пальца.

Это не означает, что все пальцы человека имеют одинаковые отпечатки. Исследование показало, что в узорах разных пальцев одного человека есть общие особенности, которые раньше не умели хорошо распознавать.

А как насчет утверждения, что двух одинаковых отпечатков вообще не существует? О таких случаях действительно неизвестно. Но проверить отпечатки всех людей, которые живут и когда-либо жили на Земле, невозможно. Поэтому их абсолютная уникальность не доказана математически, хотя накопленные данные указывают на чрезвычайно большое разнообразие.

Именно поэтому отпечатки стали одним из основных видов биометрии. Ими разблокируют смартфоны, подтверждают личность и получают доступ к различным системам.

Однако у биометрии есть принципиальная проблема. Если кто-то узнал ваш пароль, его можно поменять. Новый палец с новым отпечатком получить невозможно. Поэтому базы биометрических данных требуют особо надежной защиты.

Не только пальцы

Отпечаток пальца далеко не единственная особенность человеческого тела, пригодная для распознавания личности. Одной из наиболее известных таких особенностей является радужная оболочка глаза. Ее характерный рисунок используется в биометрических системах.

Похожую роль может играть и сетчатка, рисунок кровеносных сосудов которой используется в некоторых технологиях идентификации. Биометрия также включает распознавание лица, голоса, геометрии ладони и расположения кровеносных сосудов.

Интересным примером являются и уши. Их форма, пропорции и отдельные анатомические элементы отличаются между людьми настолько, что их можно использовать для идентификации. В одном из исследований анализ особенностей обоих ушей позволял очень точно различать людей в исследуемой группе. Однако это не означает, что такой метод может повсеместно заменить другие биометрические системы.

Еще более фундаментальным идентификатором является ДНК. В отличие от отпечатка пальца она непосредственно связана с нашим генетическим материалом и может дать очень подробную информацию о биологическом происхождении образца. Но и здесь многое зависит от того, как был собран материал, какого он качества и как интерпретировали результаты.

Таким образом, своеобразный «паспорт» человека скрывается не только на кончиках его пальцев.

• 3
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0