Přírodovědecká fakulta

Transkript

1 M a s a r y ko v a u n i v e r z i t a Přírodovědecká fakulta Ústav antropologie Věkové změny faciální oblasti v ontogenezi člověka BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Vypracovala: Marie Jandová Vedoucí práce: RNDr. Petra Urbanová, Ph.D. Brno 2010

2 Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracovala samostatně a s použitím literatury uvedené v seznamu literatury. V Brně dne: - 2 -

3 Poděkování: Na tomto místě bych ráda poděkovala vedoucí mé bakalářské práce RNDr. Petře Urbanové, Ph.D. za její připomínky, rady, pomoc a za čas, který se mnou a mou prací strávila. Také děkuji svým rodičům za jejich podporu a pomoc

4 Obsah: ABSTRAKT...6 KLÍČOVÁ SLOVA ÚVOD ANATOMIE LIDSKÉHO OBLIČEJE KOSTĚNÝ PODKLAD A JEHO SPOJE SVALOVÁ ČÁST Mimické svaly (mm. faciei) Žvýkací svaly (mm. masticatorii) VNĚJŠÍ MORFOLOGIE OBLIČEJE CELKOVÝ TVAR OBLIČEJE VNĚJŠÍ ČÁSTI OBLIČEJE A JEJICH VARIABILITA Očnicová krajina Krajina nosní Krajina ústní Brada Tváře Boltec ušní POHLAVNÍ DIMORFISMUS V OBLIČEJI MEZIPOPULAČNÍ ROZDÍLY Variabilita v celkovém tvaru hlavy a obličeje Morfologické rozdíly vnějších struktur obličeje VÝVOJ A RŮST OBLIČEJE PRENATÁLNÍ OBDOBÍ VÝVOJ A RŮST FACIÁLNÍHO SKELETU Vývoj kostí a osifikace Růst kosti a skeletální morfogeneze Růst struktur lebky Růst lebky jako celku a změny jeho proporcí Nasomaxilární komplex Mandibula VĚKOVÉ ZMĚNY VNĚJŠÍCH STRUKTUR OBLIČEJE Věkové změny krajiny očnicové Věkové změny krajiny nosní Věkové změny krajiny ústní Věkové změny ušního boltce Vrásky VNĚJŠÍ VLIVY NA STÁRNUTÍ OBLIČEJE ONTOGENETICKÁ ALOMETRIE VÝZKUMY RŮSTU OBLIČEJE VÝZNAM OBLIČEJE Z POHLEDU FORENZNÍCH VĚD PROJEKTY ZAMĚŘENÉ NA VÝVOJ AGING PROGRAMU AGING SOFTWARE

5 Aprilage VisionMetric Další programy MATERIÁL A METODY MATERIÁL METODY Digitalizace Analýza tvaru Standardizace dat Statistické zpracování VÝSLEDKY DÍVKY CHLAPCI POROVNÁNÍ VĚKOVÝCH ZMĚN U OBOU POHLAVÍ DISKUSE ZÁVĚR O AUTORCE SLOVNÍK DŮLEŽITĚJŠÍCH JMEN A POJMŮ REJSTŘÍK SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ SEZNAM ZKRATEK

6 ABSTRAKT Na lidském obličeji lze pozorovat mnoho morfologických charakteristik, jejichž kombinace je pro daného člověka charakteristická, což umožňuje jeho případnou identifikaci. Tyto znaky však podléhají věkovým změnám, kterým byla převážně věnovaná tato práce. Znalost těchto změn je důležitá jak pro klinickou praxi, tak pro forenzní antropologii. Jak v teoretické, tak praktické části bylo zjištěno, že změna nastává hlavně v celkovém prodlužování a zužování obličeje, které doprovází růst dolní čelisti do délky a snižování výšky čela. Na tyto změny má také vliv pohlaví, kdy u dívek se růst zastavuje okolo patnácti let, na rozdíl od chlapců, kde nadále pokračuje. Regionální změny však přetrvávají během celého života. V rámci praktické části byly zachyceny za pomoci geometrické některé věkové změny. Použita byla metoda metod tenkých ohebných plátků (TPS). Cílem práce bylo zachytit některé věkové změny a ty následně porovnat s jinými autory. KLÍČOVÁ SLOVA ontogenetický vývoj, obličej, věkové změny, geometrická morfometrie, identifikace - 6 -

7 1. ÚVOD Lidský obličej je neodmyslitelně spjatý s osobou, se kterou ho spojujeme. Je to právě základní schéma obličeje, které se nám vybaví, když si na někoho chceme představit. Obličej však nehraje svou roli pouze u známých lidí. Během života se setkáme s mnoha lidmi, s některými i jen jednou za život. Lidé jsou většinou schopni úspěšně rozpoznat druhé podle podoby obličeje, a to i ty, se kterými se setkali právě jen jednou v životě. Velká část lidstva si pamatuje pouze obličej a jméno si dokáže zapamatovat až po několikátém zopakování. Obličej má významnou roli při těchto setkáních, jelikož o nás mnohé vypovídá. Z obličeje lze rozpoznat pohlaví, přibližně věk, populační afinitu a třeba i zdraví jedince. Jelikož je obličej nedílnou součástí každodenního setkávání se lidmi, je důležité jeho vnímání. Obličej je tedy hlavní součástí lidské komunikace a to jak verbální, tak neverbální. Z mimiky lze vyčíst nálada, pocity libosti či nelibosti a emoce celkově. Vzhled obličeje, jeho atraktivita a mimika na nás působí a my si podle toho utváříme názor na jeho nositele a následně se podle toho i k němu chováme. To jak je obličej spojen s osobou svého nositele je patrno i z jazykové stránky věci, kdy ruské slovo licó, řecké prosópon, a hebrejské paním znamenají nejen obličej, ale také osobu (Sokol 2002, s. 25). Obličej však nezůstává po celý život stejný, tak jak se nejprve vyvíjí a poté stárne celý organismus, tak se věkové změny odrážejí i v obličeji. Lidově řečeno, hladká dětská tvářička se promění ve vrásčitý obličej starce. Jde o přirozený životní koloběh, který se v dnešní době pokouší mnoho lidí zastavit za pomoci nákladných plastických operací nebo jen různých krémů proti vráskám. Stárnutí obličeje jako celku se však nezastaví. V této práci je zaznamenán souhrn některých principů a mechanismů, které ovlivňují růst a vývoj obličeje. Zároveň tato práce poukazuje na variabilitu obličeje, která nám umožňuje jeho rozpoznávání, jak v běžném životě, tak třeba i pro potřeby kriminalistické identifikace

8 2. ANATOMIE LIDSKÉHO OBLIČEJE Podkladem lidského obličeje je lebka, zároveň se však významně na tvaru obličeje uplatňují i měkké tkáně jako například podkožní vazivo, s větším či menším obsahem tuku. Jsou zde však uložena také smyslová ústrojí, která slouží k zachycování podnětů z okolí. Jedná se o ústrojí zrakové, jenž je tvořeno párovým okem (oculus) a je uloženo v očnici. Ústrojí čichové je umístěno ve sliznici dutiny nosní, ústrojí chuťové zas ve sliznici dutiny ústní. Sluchové ústrojí na povrchu hlavy zastupuje boltec ušní, který zachycuje zvukové vlny. (Dokládal, Páč 2000, s ). Ústrojí trávicí, v obličejové části představované dutinou ústní, která je zpředu ohraničena rty, umožňuje příjem potravy. Dýchací ústrojí začíná vpředu nozdrami a zevním nosem (Čihák 1988, s. 16 a160). Na povrchu hlavy lze rozlišit dvě základní krajiny, krajinu mozkové části hlavy a krajinu obličejové části hlavy. Obličejovou část lze z topografického hlediska rozdělit na dalších osm krajin, z nichž je pět párových (obr. 2.1). Nepárovou krajinu čelní, ač je řazena do krajiny mozkové, je možné z popisného hlediska také zařadit k obličejové části (Sinělnikov, 1970, s ). Obr. 2.1: Krajiny obličeje. (Upraveno podle Sinělnikova 1970, s. 272.) - 8 -

9 2.1. KOSTĚNÝ PODKLAD A JEHO SPOJE Lebeční kosti se rozdělují na kosti náležící neurokraniu, které je tvořeno kostmi lebeční klenby a kostmi lebeční báze. Tato práce se však bude spíše zabývat kostmi splanchnokrania, mezi něž patří nepárová os ethmoidale, vomer, mandibula a párové os nasale, os lacrimale, os zygomaticum, os palatinum, concha nasalis inferior a maxilla. Přední část maxily nesoucí řezáky je dlouho oddělena švem a je vlastně založena jako samostatná kost - premaxila (os incisivum). Na vzhled lidského obličeje má vliv i os frontale, která je řazena mozkové části lebky. Horní čelist je uložena v horním a předním oddílu obličejové části lebky. Kost lícní vytváří boční oddíl obličeje a spojuje kosti obličejové části s neurokraniem. Spojením s výběžkem kosti spánkové vytváří jařmový oblouk. Mandibula tvoří dolní oddíl lebky a skládá se z těla a dvou větví směřujících nahoru a dozadu (Čihák 2001a, s ; Sinělnikov 1970, s ). Variabilita se projevuje v celkovém tvaru lebky, jejích jednotlivých kostech a v jejich spojeních, kde sutury mají například různý průběh (Stloukal 1999, s. 112). Až na dolní čelist se všechny kosti mezi sebou spojují synarthrosami, což je spojení za pomoci některého pojiva (vazivo, chrupavka, kost). Na lebce jsou nejčastější syndesmózy, spojení pomocí vaziva. Párový čelistní kloub, articulatio temporomandibularis, se řadí mezi klouby složené, protože mezi kloubní plochy je vsazený discus articularis. Hlavice je na mandibule a kloubní jamka, která je umístěna na spánkové kosti, je zpředu doplněna hrbolkem, tuberculum articulare. V kloubu je umožněna jak deprese a elevace mandibuly, tak protrakce a retrakce. Také je umožněn pohyb do stran (Čihák 2001a, s ) SVALOVÁ ČÁST Svaly hlavy (musculi capitis) jsou děleny na dvě skupiny svalů, mimické a žvýkací Mimické svaly (mm. faciei) Mimické, nebo též obličejové svaly, jsou převážně uloženy v podkoží obličeje. Většinou začínají na kostech hlavy či hlavových fasciích a upínají se do kůže. Hlavně se soustředí okolo otvorů, kde způsobují jejich uzavírání, rozšiřování a změnu tvaru. Svou kontrakcí mohou též měnit polohu kožních vrásek a rýh. Díky tomu je možno dodat obličeji mnoho rozmanitých výrazů mimiku. Mimické svaly jsou dále děleny do pěti skupin (obr. 2.2): - 9 -

10 I. Svaly klenby lební (mm. epicranii) Na lebeční klenbě se nalézá m. epicranius, jehož středem je slašitá přilba, galea aponeurotica, která je rozepjata mezi kostí čelní a týlní. K ní se připojují dvě bříška m. occipitofrontalis, venter occipitalis a frontalis. Tento sval zvedá obočí, skládá kůži čela ve vrásky a rozšiřuje štěrbinu oční. II. Svaly zevního ucha (mm. auris) Tyto svaly lze rozdělit na zevní a vlastní svaly boltce. Zevní směřují od okolí k boltci a patří mezi ně m. auricularis anterior, superior a posterior a také m. temporoparietalis, který je součástí m. epicranius. Jsou to rudimentární svaly, které můžou pohybovat boltcem. Vlastní svaly boltce jsou zakrnělé snopečky, které u nižších savců měnily tvar boltce, ale u člověka nemají žádný funkční význam. III. Svaly štěrbiny oční (mm. oculi) Hlavní sval této skupiny je kruhový m. orbicularis oculi, který je uložen pod kůží a je jím kryta přední část očnice. Všechny jeho části (pars orbitalis, palpebralis, lacrimalis) začínají v místě vnitřního očního koutku. Pars orbitalis umožňuje sevření víček a vyhlazuje příčné vrásky v krajině čelní, pars palpebralis má vliv na pohyb víček a pars lacrimalis umožňuje rozšíření a stlačení slzného vaku. Dále sem patří m. corrugator supercilii, který táhne kůži obočí k mediální rovině a vytváří zde tak svislé rýhy. A jako poslední je mezi svaly štěrbiny zařazován m. procerus, který vytváří příčnou rýhu na v místě kořene nosu. IV. Svaly štěrbiny ústní (mm. oris) Tuto svalovou skupinu lze rozdělit na dvě části. První je tvořena pouze kruhovým svalem ústním, ke kterému se radiálně připojují svaly druhé skupiny. M. orbicularis oris (kruhový sval ústní) je umístěn ve rtech a jeho snopce jsou srostlé s kůží. Umožňuje sevření a sešpulení rtů. Laterárně, v místě ústního koutku, je šlachový a vazivový uzel modiolus, do kterého se upínají svaly z okolí. Od lícní kosti směřují k modiolu m. zygomaticus minor a major, který táhne koutek nahoru a zevně. M. levator labii superioris, m. levator labii superioris aleque nasi a m. zygomaticus minor se upínají do kůže horního rtu, do kruhového ústního svalu a do kůže nosního křídla. Jejich funkcí je zdvihat horní ret a nosní křídlo. Nahoru a zevně je koutek tažen za pomoci m. levator anguli oris. Důležitý je též sval tvářový, m. buccinator, k jehož zevnímu povrchu se přikládá tvářové tukové

11 těleso, corpus adiposum buccae. Sval se upíná v modiolu a začíná na mandibule a na raphe pterygomandibularis, což je pruh vaziva mezi mandibulou a háčkem na mediální lamině klínové kosti. Koutek táhne ke straně, ústní štěrbinu roztahuje a přitlačuje tváře k zubům. Dalším svalem této skupiny je nekonstantní m. risorius, který táhne koutek laterálně a výrazně se podílí na posunu koutku laterálně při úsměvu. M. depresor anguli oris a m. depresor labii inferioris stahují koutek a dolní ret kaudálně. Jako poslední je sem řazen párový m. mentalis, který táhne kůži brady nahoru a vysunuje dolní ret. V. Svaly zevního nosu Do této skupiny jsou zařazeny dva svaly. M. nasalis, který zužuje nosní dírky a m. depressor septi nasi, který táhne nosní přepážku dolů. Případně sem může být řazen i m. levator labii superioris aleque nasi. V mimických gestech se uplatňuje hlavně m. risorius a m. buccinator při úsměvu, m. frontalis při svraštění čela a m. corrugator supercilii při mračení (Čihák 2001a, s ; Sinělnikov 1970, s ). Obr. 2.2: 1. Galea aponeurotica, 2. M. occipitofrontalis, 3. M. corrugator supercilii, 4. M. procerus, 5. M. orbicularis oculi, 6. M. levator labii superioris alaeque nasi, 7. M. nasalis, 8. M. levator labii superioris, 9. M. zygomaticus minor, 10. M. zygomaticus major, 11. M. levator anguli oris, 12. M. masseter, 13. M. buccinator, 14. M. depressor septi, 15. M. orbicularis oris, 16. M. risorius, 17. Platysma, 18. M. depressor anguli oris, 19. M. depressor labii inferioris, 20. M. mentalis (Upraveno podle Putze et al., 2007, s. 80.)

12 Žvýkací svaly (mm. masticatorii) Žvýkací, nebo také čelistní, svaly při stahu přitahují dolní čelist a tím umožňují žvýkání. Jedná se o čtyři páry svalů, které začínají na mozkové části lebky a upínají se na mandibulu. Sval spánkový, m. temporalis, pomáhá táhnout mandibulu nahoru a táhne ji i dozadu. Zevní sval žvýkací, m. masseter, elevuje mandibulu a táhne ji dopředu. U novorozence, kde je mandibula nízká, je čelist tažena dozadu. To se uplatňuje při sání. Vnitřní a zevní křídlový sval, m. pterygoideus medialis a lateralis, táhnou čelist na opačnou stranu. V případě oboustranné kontrakce táhnou vpřed. Elevace mandibuly se až na m. pterygoideus lateralis účastní všechny svaly. Tento se i účastní pouze nepřímo a zahajuje depresi mandibuly (Čihák 2001a, s ; Sinělnikov 1970, s )

13 3. VNĚJŠÍ MORFOLOGIE OBLIČEJE Morfologie obličeje je určena hlavně konfigurací kostěných částí a svalovou složkou. Na vzhledu obličeje má také podíl reliéf kůže, který je vytvářen tahem svalů. Následující kapitola se bude zabývat celkovým tvarem obličeje, který je ovlivněn jak kostmi, tak povrchovými strukturami, jejichž tvar je dán hlavně měkkými tkáněmi. Zároveň zde bude zmíněna variabilita těchto struktur. Variabilitu můžeme určit za pomoci kvalitativních a kvantitativních znaků. Kvalitativní se zjišťují měřením, na rozdíl od kvalitativních, které jsou popisné (Malina et al., 2007) CELKOVÝ TVAR OBLIČEJE Tvar obličeje vytváří celkový rámec, ke kterému se vztahují ostatní struktury obličeje. Je proto výrazným charakteristickým rysem jednotlivce. Základní vzhled obličeje se vytvářel již během evoluce a je značně odlišný od ostatních savců. Hlavní rozdíl je v dlouhém, úzkém čumáku u savců v porovnání se širokou a zploštělou tváří člověka (Enlow, Hans 1996, s. 146). Významný je vznik habituální bipedie, kdy se hlava musela udržet v rovnováze. U čtyřnožců je týlní otvor umístěn zcela v týlu, u lidoopů se již posouvá ke spodině lebeční, avšak až u člověka je zcela posunut na bázi a míří dolů až šikmo dopředu. Původně rovná báze se tedy zalomila v místě sella turcica, čímž vzniká kyfóza lebeční báze. Splanchnokranium se díky tomu dostává pod lebeční bázi. Zde je další rozdíl mezi obličejovou částí člověka a čtyřnohých savců, u kterých je splanchnokranium vysunuté dopředu (Beneš 1990, s ; Čihák 2001a, s. 200). Dále rozvojem frontálního mozkového laloku a redukcí čenichu se posunují očnice směrem dopředu. Díky tomu se vytvořily podmínky pro stereoskopické vidění (Beneš 1990, s ). Obličej lze popsat z hlediska tvaru jako spíše dlouhý, úzký a celkově spíše oválný nebo jako krátký, široký a z celkového pohledu spíše kulatý. Šířka a délka obličeje souvisí i s formou celé hlavy (obr. 3.1). V rámci typologie je lze rozdělit tzv. obličejovým indexem, který vychází z poměru výšky a šířky obličeje. Ten dělí obličeje na leptoprosopní, které jsou dlouhé a úzké a euryprosopní, které jsou krátké a široké (Knussman 1988, s. 191)

14 Obr. 3.1: Vztah délky a šířky lebky s výškou, šířkou a délkou obličeje. (Upraveno podle: Enlowa 1996, s. 124.) Mezi těmito krajními typy je ale nezměrné množství přechodných. Výška a šířka obličeje má vliv i na ostatní struktury obličeje. Nos leptoprosopního obličeje je dlouhý a vyčnívající, čelo je více skloněné a glabela s horním okrajem očnice více vystupují. Vzhledem k této dominanci nosní oblasti a nadočnicových částí skeletu se lícní kosti více zanořují a také oči jsou hluboce zasazeny. Europrosopní obličej má více svislé čelo, čelisti jsou širší a nos je více oblý s kořenem spíše konkávním. Celkově obličej působí plochým dojmem (Enlow, Hans 1996, s ). Tvar obličeje se dá však popsat i na základě jeho obrysu (obr. 3.2). Takto obličeje rozlišila H. Pöchová. Jedince však v podstatě nelze přesně zařadit do určitého typu. Samotná krajina čelní podléhá také silné variabilitě. Hodnotí se výška a šířka čela. Výška se poměřuje vzhledem k obličejové části a čelo se pak dělí na vysoké až nízké. Šířka se bere z poměru k výšce čela a k celé obličejové části. Z profilu je možno čelo hodnotit jako ubíhavé, kolmé nebo klenuté. Individuální je také výraznost glabely, nadobočnicových oblouků nebo hrbolů kosti čelní (Fetter 1967, s ). Obr. 3.2: Rozdělení obličeje podle obrysu- eliptický (I), kulatý (IV), obdélníkovitý (V), čtvercový (VI), rhomboidní (VII), trapezoidní (VIII), obráceně trapezoidní (IX), pětiúhelníkový (X) a oválný, buď směrem k temeni (III), nebo k bradě (II). (Upraveno podle Fettera 1967, s. 75)

15 Profil obličeje je možno rozdělit na orthofrontální, transfrontální a cistfrontální. Je možno je takto rozdělit díky dvěma vertikálám. Jedna prochází glabelou, druhá přibližně středem očnice. U orthofrontálního profilu se horní ret přibližuje k první vertikále. U transfrontálního ji přesahuje a u cistfrontálního se ret posunuje k zadní vertikále a brada jde až za ní (Blažek et al. 2008, s. 62) VNĚJŠÍ ČÁSTI OBLIČEJE A JEJICH VARIABILITA Očnicová krajina Kostěným podkladem očnicové krajiny je orbita, která má tvar čtyřboké pyramidy. Shora je ohraničena nadočnicovým obloukem (arcus superciliaris), na jehož spodní části je umístěno v konvexním oblouku obočí (supercilium). Chlupy směřují laterálně, ale na vnitřní straně jsou orientovány spíš kolmo. Jeho poloha a tvar je ovlivňována působením okolních mimických svalů, čímž se mění výraz obličeje (Čihák 2001b, s. 566). Krajina je konkávně tvarovaná a na jejím dně se nachází štěrbina oční (rima palpebrarum). V ní je možno vidět část koule oční (bulbus oculi), jehož vazivová vnější vrstva se skládá z bělimy a průhledné rohovky. Bělima má u dětí modravou barvu, protože jí prosvítají cévy. Ve stáří se v ní ukládá tuk, který ji zbarvuje žlutavě. Přes rohovku je viditelná duhovka (iris), která má tvar barevného kotouče, v jehož středu je kruhový otvor, zornice (pupilla). Ta má funkci clony, která se uplatňuje při změně světelných podmínek, ale také při různých emočních stavech. Například se rozšiřují při strachu či zlosti (Blažek et al. 2008, s ). Oko je vně kryto víčky (palpebrae superior a inferior), které od sebe odděluje rýha (rima palpebrarum). Jedná se o kožní řasy. Na okrajích se víčka setkávají v commissura palpebrarum medialis a lateralis a tvoří oční koutky. Vnitřní koutek je spíše zaoblený, zevní pak spíše ostrý. Na mediální straně obou koutků je těsně před spojením víček utvořena slizniční vyvýšenina (caruncula lacrimalis), kolem které je utvořeno slzné jezírko (lacus lacrimalis). Při rozevřených víčkách se mezi horním víčkem (palpebra superior) a obočím vytváří kožní rýha (sulcus orbitalis superior). Dolní víčko (palpebra inferior) je menší, od tváře je odděleno slabě vytvořenou rýhou (sulcus orbitalis inferior). Při rozevření se tvoří další nevýrazná rýha (sulcus orbitopalpebralis inferior). Do zaobleného

16 předního okraje víček jsou zasazeny ve třech až čtyřech řadách řasy (ciliae), které zbraňují vniknutí drobných částeček do oka (Čihák 2001b, s ). Očnicová krajina vykazuje poměrně výraznou interpopulační variabilitu. Na obočí je možno hodnotit mimo tvar i jeho hustotu, šířku či vzdálenost od mediální roviny. I jednotlivé chloupky nemusí být pouze rovné, ale i kudrnaté či obloukovité. Délka a hustota řas je též různorodá. Zajímavé je postavení očnice, které může jak být jak rovné, tak některý z koutků může být postaven výše (obr. 3.1a). Rozeznáváme vřetenovitý, polovřetenovitý, mandlovitý a polomandlovitý tvar oční štěrbiny (obr. 3.1b). Horní víčko někdy přesahuje téměř do poloviny výšky duhovky, jindy je duhovka vidět celá. Oční štěrbina tedy může být různě velká, avšak podle J. J. Roginského se s věkem zužuje. Výrazná je také variabilita horního víčka a jeho záhybů, které jsou tvořeny kůží horního víčka. Jsou trojího typu, ale špatně se od sebe odlišují, proto se určuje pouze velikost a délka záhybu. Jeden z nich, tarzální, se většinou utváří u vnějšího koutku a s věkem se často zvětšuje, takže může koutek i překrývat. Pokud se kožní záhyb objevuje u vnitřního víčka, je nazýván mongolská řasa, neboli epikantus (blíže v kapitole Mezipopulační rozdíly), (Fetter 1967, s ; Hulanicka 1973, s. 130). Obr. 3.1a,b: Na prvním obrázku (a) je znázorněné postavení očnice a na druhém (b) tvary očních štěrbin shora - vřetenovitý, polovřetenovitý,a polomandlovitý. Je zde také vidět variabilita obočí. (Upraveno podle Fettera 1967, s ) Barva duhovky je ovlivněna tloušťkou vazivového stromatu, náplní cév a množství pignentu, který prosvítá ze zadní plochy. Záleží na tom, jak moc hluboko jsou pigmentové buňky uloženy, čím blíže k duhovce, tím je barva tmavší. Pokud jsou na zadní vrstvě stromatu, jsou oči modré nebo modrošedé. Pokud se pigmentové buňky vyskytují přímo ve stromatu, mají oči zelenou či hnědou barvu, opět v různých odstínech. V antropologii se

17 barva určuje podle předem daných vzorníků (R. Martin se 16 vzorky, R. Martin a B. Schultz s 20 vzorky a R. Martin s K. Sallerem s 8 vzorky). Výjimečně může nastat jev známý jako heterochromia iridis, kdy má každé oko jedince jinou barvu (Fetter 1967, s ) Krajina nosní Zevní nos má tvar trojboké pyramidy, která dominuje uprostřed obličeje. Je tvořen nosním hřbetem (dorsum nasi), který se rozprostírá mezi kořenem nosním (radix nasi) a nosním hrotem (apex nasi). Podkladem nosu jsou v horní třetině nosní kůstky, na které navazuje chrupavčitý podklad, po stranách je ovlivněn velikostí apertura piriformis. Kořen nosní začíná na hranici s čelem přibližně mezi vnitřními koutky očí. Je výrazně vertikálně zahloubený a v horizontálním směru konvexní. Postranní stěny nosu, křídla nosní (alae nasi), obkružují svými dolními okraji párové nosní dírky, neboli nozdry (nares), které jsou od sebe odděleny příčnou ploténkou zvanou nosní přepážka (septum nasi). Ta má kostěnou a chrupavčitou část a kaudálně je tvořena pouze kožní přepážkou. Kůže nosu je v horní části tenká a proti spodině posunlivá, směrem k hrotu nosu se však stává tuhou a tlustou (Čihák 1988, s. 160). Výška nosu je měřena od bodu nasion k bodu subnasale, jeho hloubka se měří od bodu subnasale k bodu pronasale a délka je brána od nasia po bod pronasale (Fetter 1967, s ). Morfoskopicky lze hodnotit výšku nosu podle vztahu k jeho šířce a k výšce obličeje. Šířka se vztahuje k jeho výšce a je hodnocena v místě, kde jsou křídla nejvíce od sebe. Hodnotit lze i samotný kořen nosu, který má vzhledem ke glabele různou hloubku a vzhledem ke koutkům různou výšku. Vysoký nosní kořen poměrně často výrazně prominuje u starších lidí, na rozdíl od mladších jedinců, kdy bývá většinou nízký. Přechod čela a nosu vytváří vyhloubení, které může být neznatelné. V tomto případě se nos nazývá antický nebo řecký, v současnosti je však vzácný a spíše se objevuje u žen. U mužů je dosti časté prohloubení, někdy až velmi výrazné. Co se týče hřbetu nosu, tak základní třídění je na rovný, konvexní a konkávní. Existuje však mnoho tvarových přechodů. Nos s konvexním hřbetem je znám jako orlí, ten často zakrývá nosní dírky a má strmé boční stěny. Jako římský se nazývá dlouhý nos s hrotem směřujícím dolů. Jako další tvary nosu lze pozorovat skobovitý nebo různě hrbolatý nos. Hrot nosu může být oploštělý, zaoblený, ostrý či rozdvojený a směřuje rovně, dolů i nahoru (obr. 3.2)

18 Obr. 3.2: Tvar hrotu nosu - oploštělý, zaoblený, ostrý a rozdvojený. (Upraveno podle Fettera 1967, s. 80.) Také nosní křídla a septum se podílejí na tvaru nosu a to nejen svojí tloušťkou a tvarem. Křídla mohou být vůči septu ve stejné rovině nebo posunutá dolů či nahoru. Křídla vytvářejí rýhu, která je odděluje od horního rtu, ta je opět různě hluboká, až někdy chybí. Tvar nosních otvorů se pohybuje od podlouhlého, přes oválný, kulatý a trojúhelníkovitý, do fazolovitého tvaru. Otvory pak směřují rovnoběžně nebo sbíhají, případně jsou příčně položené. Z uvedeného vyplývá, že nos opravdu disponuje velkou variabilitou a jeho tvar patří k výrazným morfologickým charakteristikám obličeje. Také je u znaků nosní krajiny pozorovaná asymetrie, častější než v jiných krajinách (Blažek et al. 2008, s ; Fetter 1967, s , ; Hulanicka 1973, s ) Krajina ústní Krajina ústní leží pod krajinou nosní a od krajiny tvářové ji odděluje sulcus nasolabialis, která je podmíněna úponem svalů. Ústní štěrbinu (rima oris) ohraničují dva silné valy, horní a dolní ret (labium superius et inferius). Ty se na svých koncích stýkají a vytváří ústní koutky (anguli oris). Horní ret začíná už od dolního okraje nosu a sulcus nasolabialis, dolní jde až k horizontální rýze na bradě sulcus mentolabialis. Od nosního septa jde v mediální rovině k ústní štěrbině mělká rýha (philtrum), která je zakončena hrbolkem. Ret je z větší části kryt kůží, jen v jeho červené části je kůže tenká a bez pigmentu, tudíž průhledná. Zde prosvítají kapiláry (Čihák 1988, s ). Na horním rtu je variabilní jeho výška a profil, který může být konkávní, konvexní a rovný. Filtrum je různě široké, hluboké i jeho tvar může mít kapkovitý, trojúhelníkovitý, bikonkávní nebo obdélníkový. Dolní ret se také různí svojí výškou a z profilu rozlišujeme také konvexní, konkávní a rovný. Rty lze též rozdělit podle jejich tloušťky červené části na tenké až masité. Mohou také být úzké až široké. Výška červeně horního rtu se může lišit od dolního. Obrys horního i dolního rtu je též variabilní (obr. 3.3). Linie může být jak rovná, tak konkávní či konvexní, nebo také lomená. Z profilu lze též někdy pozorovat protruzi horního nebo dolního rtu (jeho červené části), to částečně ovlivňují alveolární výběžky maxily a mandibuly. Koutky úst se mohou pohybovat nejen v rovině, ale také nad nebo

19 pod linií úst (Blažek et al. 2008, s. 61; Fetter 1967, s , ; Hulanicka 1973, s ). Obr. 3.3: Obrys červené části horního rtu obloukovitý, lukovitý, s rovnými hranami, s konkávními hranami a s konvexními hramami. (Upraveno podle Fettera 1967, s. 87.) Brada Brada je od dolního rtu zřetelně oddělena rýhou, do tvářové krajiny však přechází plynule. Tvar je dán především kostěným podkladem. Rýha však může být různé hloubky, až zcela chybět. Na vrcholu vyklenutí brady se někdy vytvoří v mediální rovině důlek nebo rýha. Tvar brady při pohledu zpředu může být hranatý, kulatý, eliptický nebo prohloubený. Z profilu je brada ustupující, rovná nebo může vystupovat širokým či úzkým oválem. Šířka a výška brady je též variabilní (Blažek et al. 2008, s. 62; Fetter 1967, s ) Tváře Krajina tvářová má podobnou stavbu jako kožní část rtů. Mohou mít vyvýšenou formu, nebo mohou být až prohloubené. Horní část tváře je ovlivněna lícní kostí a jařmovým obloukem, na které přiléhají měkké tkáně, především musculus buccinator a tukové těleso. Nahoře tvář dosahuje až k dolnímu očnímu víčku, pokračuje k ušnímu boltci, dolů sahá až k okraji dolní čelisti a od středu je oddělena nasoretní rýhou (Blažek et al. 2008, s. 63) Boltec ušní Boltec ušní (auricula) je poměrně složitě modelovaná kožní řasa, která má chrupavčitý podklad. Je součástí zevního ucha. Od hlavy je vzadu oddělen výraznou

20 retroaurikulární rýhou. Jeho podkladem je elastická chrupavka, která však nezasahuje do dolní části boltce, lalůčku ušního (lobulus auriculae). Ten je vyplněn tukovým vazivem. Na boltci lze rozlišit mnoho morfologických struktur. Na okraji jeho konkávní laterální plochy lze pozorovat zaoblený, ztluštělý a vně přehnutý okraj (helix). Ten začíná jako crus helicis nad vchodem do zevního zvukovodu. Na zadním horním okraji helixu může být individuálě různě vyvinutý hrbolek (tuberculum auriculae s. Darwini). Souběžně s helixem probíhá vyvýšenina (anthelix), která je od něj oddělena žlábkem (scapha). Anthelix se nahoře rozbíhá na dvě ramena, mezi nimiž je trojhranná jamka (fossa triangularis). Přibližně uprostřed laterální plochy je prohlubeň (concha auriculae), kterou crus helix dělí na dvě části - menší horní (cymba conchae) a větší spodní (cavum conchae). Ve spodním je umístěn otvor zvukovodu a z části je překryt dvěma hrbolky. Ventrálně je to větší tragus a proti němu na dorzální straně antitragus, od kterého vzhůru směřuje anthelix. Mezi hrbolky je zářez (incisura intertragica), stejně tak je i zářez mezi tragem a crus helix (Čihák 2001b, s ). Boltec se vyznačuje vysokou variabilitou, díky které je často používán k identifikaci v kriminalistice. Na první pohled lze dobře rozeznat, jestli je boltec přilehlý či odstávající a také, jak vysoko vůči očím je postavený. Tvar obrysu boltce může být oválný, hranatý nebo zakulacený. Také reliéf ucha je modelovaný u každého člověka s jinou intenzitou. Helix se liší svojí šířkou, jeho zavinutí nemusí být po celém obvodu vždy rovnoměrné a jeho zavinutí může být slabé až silné. Také tuberculum na helixu se vytváří různými způsoby a s různou velikostí. Tragus je různě veliký a i jeho tvar je velmi variabilní. Může být dvojhrbolkový, hrotitý, plochý nebo zakulacený. Incisura intertragica je různě hluboká a široká, její okraje jsou rovnoběžné nebo se mohou rozbíhat. Velikost a tloušťka ušního lalůčku se také liší. Může být postaven mediálně od roviny boltce až silně vyčnívat do strany. Jeho dolní okraj někdy přirůstá k hlavě, jindy však může být až jedna polovina volná (obr. 3.4). Obr. 3.4: Ušní lalůček volný, částečně přirostlý, zcela přirostlý. (Upraveno podle Hulanicka 1973, s. 150.)

21 Z uvedených, ač ne zcela vyčerpávajících odlišností vyplývá, že variabilita boltce je také významná morfologická charakteristika. To je způsobeno také tím, že mnoho z jeho charakteristik se pohybuje na škále se dvěma extrémy (Fetter 1967, s ; Hulanicka 1973, s ) POHLAVNÍ DIMORFISMUS V OBLIČEJI Na obličeji člověka se od nástupu puberty začínají vytvářet sekundární pohlavní znaky, čímž obličej dostává femininní nebo maskulinní znaky. Vliv na pohlavní dimorfismus mají hlavně pohlavní hormony (testosteron a estrogen). Dimorfismus je také ovlivněn odlišnou velikostí těla, respektive alometrií. Dimorfismus se mění i během ontogeneze, kdy má souvislost s rozdílným nástupem vývojových stupňů a prodlouženou maturací u mužů (Bulygina et al., 2006; Samal et al., 2007). Ženský obličej v sobě zahrnuje přetrvávající dětské znaky. S úmyslem zvýšit atraktivitu svého obličeje mají ženy také tendenci znaky, které jsou považovány za ženské, zvýraznit. Výčet pohlavních rozdílů zde uvedených bude však pouze rámcový. Pohlavní rozdíly mají podklad již v kostěné části obličeje. Dále jsou ještě podpořeny některými sekundárními pohlavními znaky, jako jsou například vousy. Patrné je to hlavně v oblasti čela, které mají ženy více kolmé a zaoblené, u mužů je zase výrazně vidět nadobočnicový oblouk. Muži mají většinou větší tělo, tím také potřebují větší plíce, dýchací cesty a také nos. To hraje zásadní roli, protože ostatní struktury obličeje se k nosu vždy nějak vztahují. Mužský nos je jinak často rovný až konvexní, na rozdíl od ženského, který má tendenci být konkávní. Je také delší, širší a nosní křídla se více rozestupují než u nosu ženského. Z celkového pohledu je tedy u mužů nos dlouhý a rovný, kdežto u žen malý a s hrotem nahoru. Pohlavní dimorfismus v oblasti očí je dán tím, že mužské oči se zdají být více zapadlé. Tak se děje díky tomu, že jsou uloženy mezi vysokým kořenem nosním a výraznými nadobočnicovými oblouky. U žen tomu tak není, oči se nezdají být tak hluboko a naopak jsou více nápadné. Díky tomuto uspořádání se také zdají být lícní kosti u žen více vystouplé. Brada je u mužů širší a delší. U žen jsou zase výraznější rty, které jsou jak větší, tak více vystupující. Pohlavní rozdíly lze kupodivu pozorovat i u kojenců, kdy chlapci mají celkově širší hlavu a obličej, menší oči a níže postavené obočí (Blažek et al. 2008, s. 64)

22 3.4. MEZIPOPULAČNÍ ROZDÍLY Etnické rozdíly jsou dány hlavně ekologickými podmínkami, kde daná populace žije. Lidský organismus se přizpůsobil podmínkám znaky, které byly pro danou oblast výhodné. Tomu však předcházela migrace, která byla doprovázená genetickou izolací s následným prohlubováním rozdílů. To vše bylo doplněno o genetický drift, efekt hrdla láhve nebo třeba míšení skupin. Díky všem těmto mechanismům se začaly tyto populace lišit od populace mateřské (Beneš 1990, s ). Je nutno doplnit, že variabilita uvnitř populací je vyšší než mezi nimi (Blažek et al. 2008, s. 65). Jeden z vizuálně nejvýznamnějších rozdílů je barva vlasů. Jsou to silně variabilní znaky, dají se však naznačit určité zákonitosti. Většina obyvatelstva má tmavé vlasy, hlavně v okolí obratníku. Na severu, hlavně ve Skandinávii, je možné pozorovat až 70 % světlých vlasů (Fetter 1967, s. 104). Kudrnaté vlasy jsou časté v oblasti tropického pásma, kde je vysoká intenzita slunečního svitu, z důvodu ochrany a tepelné izolace hlavy před sluncem. Pro potřeby identifikace je to znak v podstatě nepoužitelný, z důvodu velmi snadné modifikace, jako je změna barvy, délky a střihu. Dále také podléhá sezónním změnám. Barva pleti je též velmi variabilní. Jako důvod může být opět brán sluneční svit, jelikož tmavá pleť proti němu chrání (Blažek et al. 2008, s. 65) Variabilita v celkovém tvaru hlavy a obličeje Pro obyvatele severní a východní Asie a americké indiány je charakteristický brachycefalní (široký) tvar hlavy. Dlouhý tvar je možno nalézt na severu a v centru Evropy a u afrických populací. Euryprosopní tvar obličeje mají hlavně Asiaté, Mongolové, Indové a Afričané. Pro Evropany, kavkazské národy a Tatary je typický leptoprosopní obličej. V centrální Africe je také častý prognátní, dopředu vystupující, obličej (Blažek et al. 2008, s. 66) Morfologické rozdíly vnějších struktur obličeje Z evolučního hlediska se ukazuje, že velký nos mohl chránit dýchací cesty před mrazivým a suchým vzduchem, který je v nich zahříván, proto je charakteristický u populací s těmito podnebími podmínkami. Pro Evropu je charakteristický velký, úzký a vyčnívající nos. Nosní dírky jsou oválně a směřují rovnoběžně. V oblasti středomoří je, hlavně pro ženy, charakteristický nos konkávní a málo prominující. Asiaté mají úhel

23 nosních stěn tupější, díky čemuž jsou nosní dírky okrouhlé. Afričané mají nos spíše zploštělý a nosní dírky jdou téměř příčně (Blažek et al. 2008, s. 67). Mezipopulační rozdíly na rtech nejsou tak patrné. Největší rozdíl je v červené části rtů, která je u obyvatel centrální Afriky rozvinutější. Je zde souvislost se sexuálním vzrušením. Výraznější je variabilita oční krajiny. Pro evropskou populaci je typický polovřetenovitý a vřetenovitý tvar oční štěrbiny. U asijské populace se vyskytuje hlavně tvar mandlovitý a polomandlovitý (Blažek et al. 2008, s. 67). Také se vyskytují etnické rozdíly v šířce oční štěrbiny. U populací severní Asie je častá spíše úzká, na rozdíl od populací Afriky, kde se vyskytuje hlavně široká. Úzká štěrbina u Eskymáků je má také význam při uzpůsobení se chladu (Beneš, 1990, s. 134). Důležitý a výrazný rozdíl v oční krajině je výše zmíněný epikantus. Jde o kožní záhyb u vnitřního koutku, kde až přesahuje slzní jahůdku. Vyskytuje se hlavně u populací centrální, východní a severní Asie, kde se u dospělých objevuje až v 60 %. Závisí také na věku, protože se vyskytuje hlavně u dětí a během ontogenetického vývoje se může zmenšit až vymizet. Nevyskytuje se u Evropanů, Australanů, Indů a většiny Afričanů. I u těchto populací se může vyskytnout u dětí, ale brzy zmizí. V případě jeho trvalého výskytu se jedná o patologický jev. (Fetter 1967, s )

24 4. VÝVOJ A RŮST OBLIČEJE Vývoj člověka je běžně rozdělován na prenatální a postnatální periodu, které jsou však rozděleny na další. Prenatální období lze rozdělit na embryonální (prvních osm týdnů od oplození) a fetální periodu, která končí porodem. Pro vývoj obličeje je významná druhá polovina embryonálního období, na jehož konci začíná mít obličej lidskou podobu (obr. 4.1). Během fetálního období se nadále vyvíjejí proporce (Moore, Persaud 2002, s. 2-7, 236) PRENATÁLNÍ OBDOBÍ Na embryu lze velmi brzy rozpoznat hlavový konec. Do čtvrtého týdne je však tvořen většinou jen mozkem, který je kryt tenkou vrstvou ektodermu a mezodermu (Enlow, Hans 1996, s. 220). Počátkem čtvrtého týdne migrují buňky neurální lišty do hlavové a krční krajiny, kde dávají vznik žaberním obloukům. Koncem čtvrtého týdne lze dobře rozpoznat čtyři páry oblouků, které jsou odděleny žabernímimi štěrbinami. Pátý a šestý oblouk nejsou na povrchu zárodku viditelné. První žaberní oblouk je pro vývoj obličeje nejdůležitější. Rozděluje se na menší maxilární výběžek, ze kterého se vytváří horní čelist, kost jařmová a šupina kosti spánkové. Z většího mandibulárního výběžku vzniká dolní čelist. Druhý žaberní oblouk přispívá hlavně k vytvoření jazylky (Moore, Persaud 2002, s ). Vývoj obličeje je organizován působením prosencefalického a rombencefalického organizačního centra. Prosencefalické organizační centrum je odvozené od prechordálního mezodermu, které migruje z primitivního proužku a je umístěno rostrálně od notochordu a ventrálně od prosencefala. Rombencefalické organizační centrum se nalézá ventrálně od rombencefala (zadního mozku). Základy obličeje se tedy koncem 4. týdne začínají vytvářet kolem stomodea (primitivní ústní jamky), které má podobu mělké vklesliny vystlané ektodermem. Kolem něho se objevuje pět obličejových základů frontální výběžek (val), párové maxilární a párové mandibulární výběžky (valy). Párové výběžky vznikly, jak už bylo zmíněno výše, z prvního páru žaberního oblouku. U všech třech druhů výběžků se jedná a o aktivní růstová centra mezenchymu. Jejich buňky jsou zdrojem pro pojivové tkáně obličeje (Moore, Persaud 2002, s. 236; Vacek 1992, s. 56). Nepárový frontální výběžek je se shora vsazen mezi horní maxilární valy. Za ním je uložen přední mozek, na jehož ventrolaterálním obvodu se vychlipují základy očí. Z přední části frontálního výběžku se vytváří čelo a z jeho postranních částí nad stomodeem

25 vznikají ztluštěním ektodermu čichové plakody. Tyto plakody představují základ budoucího čichového epitelu regio olfactoria. Z frontálního výběžku se po jejich obvodu vytvoří z mezenchymu mediální a laterální nosní výběžky. Plakody se zanořují do hloubky a tak se vytvoří nazální jamky, které tvoří základ nosních dutin. Laterální nosní výběžky později vytvářejí nosní křídla a mediální výběžky jsou základem pro nosní přepážku. Tyto jamky se prohlubují, až mezi nimi a primitivní ústní dutinou vznikne tenká přepážka membrana oronasalis. Ta brzy zaniká a vytvoří se tak primitivní choany, které se otevírají do dutiny ústní (Moore, Persaud 2002, s ; Malínský 1998, s. 8-10). Mandibulární valy tvoří dolní okraj stomodea a maxilární valy jsou po jeho stranách. Splýváním mandibulárních valů v mediální rovině se vyvíjí dolní čelist a dolní ret. Mezenchym maxilárních výběžků proliferuje a přibližuje se k nosním výběžkům směrem k mediální rovině, díky čemuž se k sobě přibližují i mediální nosní výběžky. Laterální nosní výběžky jsou od zatím od maxilárních odděleny rýhou sulcus nasolacrimalis, která je vystlána ektodermem. Tento ektoderm se později oddělí a vytvoří epitelový pruh, ve kterém se vytvoří lumen, čímž vzniká ductus nasolacrimalis, jehož horní konec se rozšíří v saccus lacrimalis (Moore, Persaud 2002, s ; Malínský 1998, s. 8-10; Vacek 1992, s. 57). Přibližně mezi sedmým a desátým týdnem spolu mediální nosní výběžky splynou a současně splynou i s přiléhajícími částmi okolních výběžků nosními laterálními a maxilárními. Tím, že se spojí s maxilárními valy se nazální jamky oddělí od stomodea. V případě, že k tomuto nedojde, vzniká rozštěp rtu. Po splynutí mediálních nosních výběžků vzniká intermaxilární segment, který vytvoří střední část horního rtu (filtrum), dáseň a primární patro. Pokud nesplynou, tak opět vzniká rozštěp rtu (v tomto případě mediální). Z maxilárních výběžků vznikají postranní části horního rtu, většina horní čelisti a sekundární horní patro. Sekundární horní patro mělo nejprve podobu dvou patrových plotének, ty se nejprve ventrálně spojí s primárním patrem. V místě, kde by se tyto tři části setkaly, je foramen incisivum (Moore, Persaud 2002, s ; Malínský 1998, s. 8-12). Koncem pátého týdne se první žaberní štěrbina prohlubuje a dává tak vznik zevnímu zvukovodu. Podél něho se na každé straně z mezenchymu vytvoří tři ušní hrbolky, ze kterých vzniká ušní boltec. Boltce jsou nejprve umístěny v krční krajině, avšak s vývojem mandibuly se posouvají do úrovně očí (Moore, Persaud 2002, s. 240; Malínský 1998, s. 8-10). Vývoj oka začíná čtvrtým týdnem, kdy vzniká oční brázdička, která se prohlubuje, čímž se vytváří oční váček. Ten se sem vyklenuje z přilehlého prosencephala a dostává se

26 do styku s povrchovým ektodermem, kde buňky vytvoří ploténku čočky, základ oční čočky. Tyto struktury dávají postupně vznik oku, které se sice zakládá po straně hlavy, ale vývojem a zvětšováním mozku se posunují ventrálně. Víčka se vytvářejí až koncem šestého týdne jako kožní záhyby z mezenchymu, které jsou kryté ektodermem. Horní víčko má základ z frontálního výběžku a dolní z maxilárního. Tyto záhyby rostou naproti sobě a asi ve třetím měsíci srůstají, takto přibližně zůstanou až do konce sedmého týdne, kdy se od sebe oddělí (Moore, Persaud 2002, s ; Vacek 1992, s ). Do obličejové části se nadále přesunuje i mezenchym druhého žaberního oblouku, z kterého jsou utvořeny tváře a rty. Nadále se tento mezenchym diferencuje na mimické svalstvo. Žvýkací svaly se utvářejí z mezenchymu prvního žaberního oblouku (Moore, Persaud 2002, s. 242). Celkově má fetus poměrně malou obličejovou část. To je zapříčiněno rudimentární horní a dolní čelisti, malým rozměrem nosních dutin a maxilárního sinu a hlavně také neprořezáním mléčných zubů (Moore, Persaud 2002, s. 242). Obr. 4.1: Vývoj obličeje z ventrálního a laterálního pohledu. I-IV jsou žaberní oblouky. (Upraveno podle Malínského 1998, s. 9.)

27 4.2. VÝVOJ A RŮST FACIÁLNÍHO SKELETU Vývoj kostí a osifikace Z fylogenetického hlediska se u člověka zachoval dvojí způsob tvorby kosti. První z nich se označuje jako desmogenní (endesmální), kdy kost osifikuje na vazivovém základě. Druhá je známa jako osifikace chondrogenní a probíhá na chrupavčitém základě, který má již podobu budoucí kosti. Splanchnokranium osifikuje jak desmogenně, tak chondrogenně. Desmogenní osifikace však převažuje. Šupina kosti spánkové, maxila a os zygomaticum se vytvářejí z mezenchymu maxilárních výběžků prvního žaberního oblouku. Dolní čelist pak z mezenchymu mandibulárních výběžků. U mandibuly se však uplatní i enchondrální osifikace - a to v kondylu mandibuly a ve střední části brady (Čihák 2001a, s. 64; Moore, Persaud 2002, s ). Kost čelní osifikuje ze dvou center, které se během sedmého týdne objevují v místě budoucích tubera frontalia. Kost tedy vzniká párově a šev mezi nimi, sutura metopica, začíná zanikat po prvním roce. Jeho perzistence po osmém roce života se označuje jako metopismus. V šestém týdnu prenatálního období se jako u jedné z prvních lebečních kostí objevují osifikační centra. Jedno centrum je v těle maxily a další jedno až dvě je v premaxile (os incisivum). Obě kosti později srůstají za vzniku sutura incisiva, která většinou po narození vymizí. Už po desátém týdnu se začíná vyvíjet sinus maxillaris, ale nejprve je naznačen jako vkleslina, do které se z nosní dutiny vychlipuje sliznice. Celkově je novorozenecká maxila nízká a v dolním okraji jsou zanořeny základy zubů. Lícní kost také osifikuje endesmálně. Dvě až tři osifikační centra se objevují během osmého týdne a během šestého měsíce má kost přibližně svojí podobu. U kosti patrové se začíná osifikační centrum objevovat během sedmého až osmého týdne. Leží na místě styku obou lamin. Nosní kosti mají jedno osifikační jádro, vomer osifikuje ze dvou jader a kost slzní z jednoho jádra. Mandibula vznikla jako krycí kost, přesto osifikuje enchondrálně. Osifikační centra vznikají během šestého týdne laterálně od Meckelovy chrupavky, která se vyvinula z prvního žaberního oblouku. Zakládají se poblíž budoucího foramen mandibulae a osifikace se šíří všemi směry. V processus condylaris a coronoideus se diferencuje chrupavka, do které se šíří osifikace z hlavního centra. To se projeví jako enchondrální osifikace, která posouvá rostoucí mandibulu do délky směrem od hlavice. Podobné chrupavky se diferencují i po stranách brady. Tyto sekundární chrupavky neobjevují během týdně prenatálního vývoje. Obě poloviny mandibuly zůstávají spojené

28 chrupavkou, symphysis menti, a srůstají až během prvního roku postnatálního vývoje. Také se vytvářejí se sekundární chrupavky ossicula mentalia, ze kterých se během prvních dvou let vytvoří protuberantia mentalis (Čihák 2001a, s ; Sheuer et al. 2004, s ) Růst kosti a skeletální morfogeneze Poté co je ukončena osifikace základu kosti, podstupuje kost další přeměny. Kost roste z růstových zón a to periostální a endosteální apozicí. Mezi růstové zóny patří nejen růstové ploténky dlouhých kostí, ale také synchrondrosy lebeční báze a pánve, sutury na lebce a též oblasti pod artikulačním povrchem kloubů. Jde o nepřetržitý proces, během kterého je kalcifikována a odbourána chrupavka, vytvořena vláknitá kost, jež je nahrazena kostí lamelární. Chondrocyty se při tom neustále dělí a růstová ploténka je posunována ke konci kosti. Růst je mimo jiné ovlivněn tlakem, v jehož směru probíhá růst. V synchrondrosách je růst uskutečňován v obou směrech od středu. V suturách růst vychází z vaziva a je též obousměrný. Je velmi ovlivněn růstem mozku. Růstové zóny v dospělosti mizí (Šmahel 2001, s ). Kost dospělého člověka není přesnou zvětšeninou dětské kosti, nýbrž podstupuje mnohé další změny, během kterých dochází ke změně v proporcionalitě. To je dáno také tím, že některé části rostou rychleji než jiné. Jedná se hlavně o remodelaci a posun kostí, jenž spolu úzce souvisí. Základem jsou dva jevy depozice, která ukládá kostní hmotu na endostu či periostu, a současně probíhající resorpce, která starší kostní hmotu odbourává. Remodelace probíhá neustále, ale vždy jen v určité části kosti. Během ní se kost přetváří nebo mění velikost, přičemž se tak děje následkem relokace kosti. Tento pohyb kostí můžeme rozdělit na dva druhy. První, během kterého depozice a resorpce probíhají na opačných stranách kortikální ploténky, je nazýván kortikální drift. Jako druhý druh může být považováno posunutí kosti, jež se děje na základě růstu více kostí a měkkých tkání, které rostou ve vzájemném spojení. Kombinace resorpce a depozice také umožňuje rotaci kosti. Dalším konceptem růstu je takzvaný V-princip, který se uplatňuje u struktur, které mají tvar písmene V, například je velmi častý u mandibuly (obr. 4.5a). Na vnitřní straně kosti dochází k depozici a na vnější se uplatňuje resorpce. Útvar poté roste stále více do šířky a zároveň se posouvá směrem k volným ramenům. Místo počátku růstu se začíná zužovat. Tento princip lze například pozorovat na čelistním kloubu nebo při zužování metafýz (Enlow 1968, a )

29 Růst struktur lebky Podle působících sil, je možno růst kostry rozdělit na tři druhy. První z nich je kraniální, neboli neurální, kdy je již v šesti letech dosaženo na 90 % budoucí velikosti. Druhým je růst faciální, při kterém je v tomtéž věku dosaženo 80 % konečné velikosti. A jako poslední je to obecně skeletální růst, při němž je v šesti letech dosaženo 70 % velikosti a je doprovázen výrazným pubertálním spurtem. Ten u kraniálního zcela chybí a u faciálního je malý. Existují však i přechodné typy (Šmahel 2001, s. 43). Základní směry růstu jsou shora dolů a zevnitř ven. Neurální typ je na lebce představován mozkovnou a očnicemi. Maxila se pohybuje mezi neurálním a faciálním růstem. Obecně skeletální růst je u mandibuly, ačkoliv zde není tak výrazný pubertální spurt. Celkově lze říci, že postnatálně lebka roste více do výšky než do šířky. I když málo, tak až do let lebka roste, pak začíná převažovat resorpce. Také bylo zaznamenáno, že u dívek po 15 roce již dolní čelist neroste a horní jen málo. U chlapců roste horní čelist málo, ale u mandibuly roste téměř stejně jako během puberty (Šmahel 2001, s. 43). Období růstu lebky rozdělit také podle toho, jaké struktury ho ovlivňují. První část končí třetím rokem života a je charakteristická aktivním růstem ve švech, kdy se přeměňuje chrupavčitý model lební báze na kost. Je to doprovázeno výrazným růstem mozku, očí a jazyka. Následující období trvá přibližně až do deseti let a je charakteristické osifikací sfeno-okcipitální chrupavky, chrupavky kondylů dolní čelisti a chrupavky nosní přepážky. Zde začíná být důležitý proces depozice a resorpce. Třetí období, začínající desátým rokem trvá až do dospělosti, je nejpodstatnější proces remodelace (Hautvast 1967, s. 39) Růst lebky jako celku a změny jeho proporcí Poměr mezi kraniální a faciální částí během růstu byl komentován mnoha autory. Mezi prvními byl v roce Whilst Froriep (obr. 4.2). Jeho následovníci se více či méně shodli jak s ním, tak mezi sebou. U novorozenců je tento poměr vždy určen 8:1, u dvouletých dětí 6:1. U pětiletých dětí se od Froriepovo poměru odlišují Brodie (1924) a Scott a Symons (1974), kteří tento poměr určili jako 5:1. Trenouth a Joshi (2006) tento poměr zkoumali v cm 2. Došli k závěru, že tento poměr je 3,7:1 ve dvou letech, 3,2:1 v pěti letech, 2,8:1 v deseti a 2,2:1 v osmnácti letech

30 Obr. 4.2: Na obrázku poměr obličejové části ke kraniu: novorozenec (1:8) 2 roční dítě (1:6) pětileté dítě (1:4); (dále, mimo obrázek, byl určen jako 1:3 u desetiletých dětí, 1:2.5 u žen a 1:2 u mužů). (Upraveno podle Froriepa 1899) Nasomaxilární komplex Zjednodušeně lze říci, že tento komplex roste celkově dopředu a dolů. Růst jednotlivých kostí je však komplikovanější, neboť se jedná o komplex různých směrů růstu a ostatních principů růstu. Remodelace lícní kosti se děje opět za pomocí depozice a resorpce (obr. 4.3). Na maxile je výrazně depoziční plocha na tuberech a na zadním okraji alveolárního výběžku, čímž je umožněno prodlužování zubního oblouku. V přední části roste zubní oblouk V-principem, jelikož na vnitřní straně probíhá depozice a na vnější resorpce. U prvních stoliček se tento poměr mění a depozice probíhá po obou stranách, což vede k větší tloušťce výběžku. Na přední straně maxily převládá resorpce. Naopak nosní kosti a oblast apertury piriformis se vyznačuje depozitní oblastí (Enlow 1968, s ). Obr. 4.3: Remodelace jařmového oblouku - tmavší část znázorňuje dětský stav, průhledná část představuje stav u dospělých jedinců. (Upraveno podle Enlowa 1968, s. 142.) U očnice probíhají depoziční procesy na vnitřní a hlavně na vnější straně, avšak na dně probíhá depozice. To může vzbuzovat představu, že se očnice zmenšuje. Vzhledem k tomu, že má očnice kónický tvar, je její střed depozicí posunován V-principem dopředu. Spolu s resorpcí na laterální straně to způsobuje její zvětšování. Nosní dutina se díky resorpci na vnější straně rozšiřuje i zvyšuje. Jako celek je pak posunována dolů a dopředu (Šmahel 2001, s ). Díky posunutí lícní kosti dozadu a současnému zvětšování nasální oblasti a horní orbity anteriorním směrem se mění postavení obličeje, který

31 v podstatě rotuje a jeho dolní část se dostává více dozadu (Enlow, Hans 1996, s ). Toto je velmi důležitá a výrazná změna mezi dětskou a dospělou lebkou. Pessa a Chen (2002) se zabývali změnami na očnici. Zaznamenali rozšiřování horního vnitřního a dolního vnějšího rohu se rozpínají (obr. 4.4). Tato změna je následována měkkými tkáněmi. Obr. 4.4: Věkové změny na orbitě se odrážejí na měkkých tkáních. (Upraveno podle Pessa, Chen 2002.) Mandibula Během postnatálního vývoje mění mandibula poměrně výrazně svůj tvar a postavení. Základní směr růstu je dolů a dopředu. Mandibulu lze rozdělit na vícero vnitřních a vnějších oblastí, které mají svůj vlastní způsob růstu, ale zároveň tvoří komplex. Jako první z nich bych uvedla kondylární výběžek pro skloubení s klínovou kostí. Ten na sobě nese chrupavku, která plní nejen funkci kloubní chrupavky, ale též chrupavky růstové. Kondyl roste šikmo nahoru a dozadu, přičemž se původní vrstvy kostní hmoty hlavice stávají součástí prodlužujícího se krčku. Široká hlavice se během remodelace a růstu V-principem přemění na úzký sagitálně protažený krček. Změny v kondylu také ovlivňují růst větve dolní čelisti do délky (Enlow 1968, s ). Významnou oblastí růstu je také zadní okraj větve. Ta zde roste do šířky a tělo se posouvá do délky díky tomu, že je přední okraj větve odbouráván. To umožňuje vytvoření místa pro erupci stálých molárů. V místě koronoidního výběžku probíhá růst do šířky Vprincipem, neboť apozice převažuje na vnitřní a resorbce na vnější straně. Pod výběžkem se tento poměr obrací (obr. 4.5a). Všechny procesy se navzájem doplňují a ovlivňují (obr

32 4.5b). Ukazuje se také, že většina resorpčních oblastí má úzký vztah k měkkým tkáním, tedy svalovině (Enlow 1968, s ; Šmahel 2001, s ). Obr. 4.5a(vlevo): Růst V-principem v místě koronoidního výběžku. Obr. 4.5b(vpravo): Celkové shrnutí růstu na mandibule šipky směřující ke kosti znamenají resorpci, šipky směřující vně depozici. Celkově určují směry růstu, velikost šipky pak míru tohoto růstu. (Upraveno podle Enlowa 1968, s. 118 a 136.) Změny na mandibule také zkoumal Pessa et al. (2007). Jednalo se o změny v dospělosti. Během výzkumu použil metodu TPS (thin-plate spline). Byly použity mandibuly, které ještě nepodléhaly resorpci po ztrátě zubů. Bylo zjištěno, že mandibula se ve své poslední třetině jakoby snižuje. Mandibulární oblouk se stává tak méně konvexní. Nejlépe je to vidět u mužů (obr 4.6). Obr. 4.6: Snížení mandibuly ve stáří porovnání mandibuly mladého a staršího jedince. (Upraveno podle Pessa et al )

33 Po ztrátě zubů je pars alveolaris odbourávána a tělo mandibuly se snižuje. Mandibulární úhel, který je v dětství tupý, v dospělosti již menší se ve stáří opět zvětšuje (Čihák 2001a, s. 174) VĚKOVÉ ZMĚNY VNĚJŠÍCH STRUKTUR OBLIČEJE Růst měkkých tkání obličeje kopíruje kostěný podklad. Největší změna je patrná na nose, jehož prominence se výrazně zvětšuje. Kojenecký ret je již velký a jeho výška se výrazně nemění. Struktury, které jsou podložené chrupavkou, rostou do vysokého věku. Některé struktury jsou naopak ovlivňovány ukládáním tuku a ochabnutím svalstva (Šmahel 2001, s. 44). Zajímavé je také zjištění, které zveřejnil Bulygina et al. (2006). Ve své longitudinální studii zkoumali geometrickou morfometrií rentgenové snímky jedinců od jednoho měsíce do 21 let. Zjistili, že ve třech letech života je již forma obličeje taková, jako je v dospělosti. Obličej poté roste po nastavených trajektoriích. Dále se zde také uvádí, že u dívek se růst obličeje zastavuje kolem patnácti let, u chlapců nadále pokračuje. V následující části jsou některé tyto změny přiblíženy Věkové změny krajiny očnicové Dětské oči jsou velké a zakulacené, ale kolem třetího roku života se začínají prodlužovat. (Taylor 2001, s ). Sforza et al. (2009a) prováděli výzkum na italské populaci, do kterého byli zahrnuti muži a ženy od 4 do 73 let. U mužů byly všechny hodnoty, až na výšku očnic, významně větší než u žen. Mezioční šířka (mezi body ektokanthion) se do let od dětství zvětší průměrně za rok o 1,3 mm u mužů a o 0,9 mm u žen. Výška očnice během měřeného období vzrostla přibližně o 7-9 mm, přičemž v letech dosahovala 90 % hodnoty naměřené v posledním hodnoceném období. U dívek bylo také zaznamenáno prodloužení oční štěrbiny o 0,4 mm za rok až do let. U chlapců to bylo o 0,5 mm. Následné změny již nebyly spojené s věkem. Matros et al. (2009) zkoumal věkem ovlivněnou změnu tvaru a polohy obočí. Měřeno bylo obočí dvou skupin žen. V jedné byly ženy mezi lety, v druhé mezi lety. Měřila se výška horního okraje obočí od vnějšího koutku, pupily a vnitřního koutku. Obočí bylo celkově postaveno výše, nejvíce se však zvedl vnitřní okraj

34 Věkové změny krajiny nosní U dětí je nos malý a kořen není zcela vyrýsovaný. Ten se začíná formovat přibližně ve čtyřech letech. Nozdry se začínají po šestém roce života rozšiřovat a nos se začíná prodlužovat. Takto pomalu pokračují až do dospělosti. V šesti a půl letech se také začíná zvýrazňovat hrot nosu (Taylor 2001, s ). Sarnäs a Solow (1980) prováděli longitudinální studii ve Švédsku, kde zkoumali po pět let velikost nosu jedinců od 21 do 26 let. Zjistili, že u obou pohlaví se délka nosu zvětšila o 0,75 až 1 mm. Výška nosu pak o 0,5 mm. Nebyla však zaznamenána statisticky významná změna vzdálenosti u hloubky nosu. Další longitudinální studii prováděl Formby et al. (1994) z rentgenových snímků. A to u žen i můžu mezi 18 a 42 lety. U mužů byl pozorován větší nárůst než u žen. Průměrná hodnota výšky nosu vzrostla o 0,60 mm, délky o 1,74 mm a hloubky o 2.27 mm. U žen výškový rozměr vzrostl o 0,53 mm, délkový o 1,29 mm a hloubka nosu se zvětšila o 0, 97 mm. Většina zvětšení hloubky nosu bylo zjištěno ve věkové skupině let a ve skupině 30+ let, jak u mužů, tak u žen Věkové změny krajiny ústní Ferrario et al. (2000) trojrozměrnou metodou zjišťovali rozměry rtů. V následující části bych ráda zaznamenala některé jejich výsledky. Jedná se o kvantitativní údaje o růstu rtů v období 6 32 let u bělochů, Italů. Uvedené hodnoty jsou průměrné naměřené hodnoty. Výška horního rtu (mezi body subnasale a stomion) byla naměřena v 6 letech u chlapců 14,67 mm a u dívek 13,89 mm, v 18 letech pak 18,66 mm u mužů a 17,77 mm u žen. Průměrná výška dolního rtu (měřeno mezi body stomion a sublabiale) měřila v 6 letech 20,03 mm u chlapců a 19,48 mm u dívek, v 18 letech se zvýšila na 21,57 mm u mužů a 19,96 mm u žen. Celková výška červené části rtů byla u chlapců v 6 letech 15,11 mm, v 18 letech se zvýšila na 18,33 mm, u šestiletých dívek bylo naměřeno 14,36 mm, u osmnáctiletých 17,76 mm. Šířka úst (mezi body cheilion) byla v 6 letech u chlapců 45,27 mm a u dívek 44,27 mm, v 18 letech bylo naměřeno 54,27 mm u mužů a 51,29 mm u žen. Objem rtů se u chlapců zvětšil o 2,62 cm 3 na 5,64 cm 3 a u dívek o 2,01 cm 3 na 4,74 cm 3. Dále je uvedeno, že ve věku let u dívek a let u chlapců většina měřených hodnot dosáhla 95% své dospělé hodnoty. Dospělých hodnot dosahovaly rychleji rozměry horního rtu, zejména u dívek. U dolního rtu naproti tomu stejný rozměr dosahoval 95% své

35 dospělé hodnoty až v 15 letech. Od osmnácti let se některé rozměry, hlavně u žen, o něco zmenšily. Stárnutí rtů u muže se projevuje hlavně zmenšováním jejich tloušťky, které výrazněji začíná přibližně okolo čtyřiceti let (Taylor 2001, s. 265). U mužů je u horního rtu toto zmenšení mnohem výraznější než u dolního. Horní ret se zároveň prodlužuje. U žen se horní ret ztenčuje znatelněji než u mužů a také se prodlužuje. Tloušťka dolního rtu se naopak mírně zvyšuje. Profil ženských rtů se díky tomu nezplošťuje tolik jako u muže. Změny na rtech jsou však velmi individuálně variabilní (Formby, Nanda, Currier 1994) Věkové změny ušního boltce Sforza et al. (2009b) prováděli výzkum na italské populaci, do kterého byli zahrnuti jedinci od 4 do 73 let. Bylo zjištěno, že u dívek ve věku 4-5 dosahuje výška ucha 90 % své dospělé hodnoty, respektive hodnoty v letech. U chlapců téhož věku je dosaženo pouze % této hodnoty. Zajímavý je fakt, že délka u dívek ve věku let je větší než dospělá hodnota. U žen starých let délka přesáhla o 15 % délku branou jakou dospělou (18-30 let) a u mužů pak o %. Průměrná dospělá hodnota pro ženy byla 56,11 mm a pro muže 61,93 mm. Šířka ucha u dětí (4-5 let) dosahovala 89 % dospělé hodnoty, ve stáří byla dospělá hodnota překročena o 7 % u žen a o 8 % u mužů. Průměrná dospělá hodnota pro ženy byla 34,51 mm a pro muže 37,54 mm. Uvedené hodnoty byly naměřeny na pravé straně. Byla také zjištěna asymetrie, kdy u žen i u mužů byla na levém uchu menší průměrná hodnota u šířky a větší u délky. Věkově je také proměnlivé postavení boltce vůči obličeji. V dětství je ucho položeno velmi nízko a také, jak vyplývá i z předchozího, vůči obličeji velmi dlouhé. V jedenácti letech již není tak nízko položen a kolem patnácti let se už ani nezdá tak velký (Taylor 2001, s ) Vrásky Samotná epidermis se s věkem neztenčuje, ale zásadním změnám podléhá škára. Ta proti epidermis vysílá papily, kterých však s věkem ubývá. Tím tyto dvě vrstvy ztrácejí pevné spojení, čímž vznikají vrásky. Škára se také s věkem ztenčuje (Arking 1998). Vrásky se tvoří kolmo na úsek pod nimi ležících svalových vláken (Taylor 2001, s. 264)

36 V literatuře je terminologie vrásek spojena se stupněm hloubky těchto kontur. Rozlišují se linie, rýhy a záhyby. Linie postupně přecházejí v rýhy až záhyby. Dr. Robert Georgie a Dr. Ron Singer navrhli nomenklaturu pro vrásky v obličeji (obr. 4.7), (Taylor 2001, s. 264). 1. Horizontální nosní linie 2. Horizontální čelní linie 3. Horní oční vrásky 4. Dolní oční vrásky 5. Nasolabiální (nosortová) rýha 6. Vrásky ústního koutku 7. Jamka v oblasti brady 8. Mentolabiální (bradortová) rýha 9. Bukomandibulární vrásky 10. Svislé vrásky na horním rtu 11. Vrásky v oblasti filtra Obr. 4.7: Vrásky a linie obličeje. (Upraveno podle Tylor 2001, s. 265.) Již ve dvaceti letech se objevují první vrásky. V oblasti glabely se objevují často u lidí, kteří se často mračí, po stranách oční krajiny pak u lidí, kteří se často smějí nebo jsou často vystaveni slunci. Ve třiceti se vrásky začínají prohlubovat a zvyšovat počet. Po čtyřicátém roce života se mohou začít objevovat váčky pod očima. Postupně se začínají objevovat další vrásky a ty již vyskytlé se prohlubují (Taylor 2001, s ) VNĚJŠÍ VLIVY NA STÁRNUTÍ OBLIČEJE Člověk je během svého života vystaven mnoha škodlivým vlivům vnějšího okolí, které působí na jeho zevnějšek. Jedná se o sluneční záření nebo stres, ale také o kouření nebo konzumaci drog (Albert et al., 2007). Mimo slunce mají na pleť vliv i další podnební vlivy, jako je vítr či suchý vzduch. Pleť díky tomu předčasně stárne. Slunce ničí buňky a tím i strukturu pleti, což urychluje tvorbu vrásek (Neave 1998). Sucho a vítr zase dehydratují pokožku a tím také přispívají ke tvorbě vrásek. Celkově tyto vlivy způsobují mimo vrásek také skvrnitou, žlutě zabarvenou pleť. Mohou také více prosvítat žilky. Tyto změny jsou více patrné u lidí se světlejší pletí (Taister et al., 2000). O Hare et al. (1999)

37 zkoumali vliv kouření na pleť. Zjistili, že ačkoliv má kouření vliv na tvorbu vrásek, sluneční záření ji ovlivňuje mnohem více ONTOGENETICKÁ ALOMETRIE Jako alometrie je označována jakákoliv změna tvaru doprovázená změnou velikosti, v tomto případě v průběhu ontogeneze. Při porovnání výšky těla a hlavy u dětí a dospělých zjistíme, že u dětí hlava zaujímá ¼ délky celého těla, kdežto u dospělých je to ⅛ (obr. 4.8). Také lebeční kapacita je asi poloviční než v dospělosti. K zásadní změně dochází od přibližně šesti let do let u dívek a u chlapců. V tomto období dochází k celkovému zeštíhlení a růstu končetin do délky. Díky úbytku podkožní vrstvy mizí i dětsky zakulacená tvář. Také se začíná zpomalovat růst hlavy a poměr s výškou těla se tak začíná snižovat. V obličeji začíná vynikat kostrový podklad, takže se oplošťují tváře a také čelo je klenutější (Blažek 2009, s ). Obr. 4.8: Změny proporcí. (Upraveno podle Bogina 1999.)

38 5. VÝZKUMY RŮSTU OBLIČEJE Výzkumy je možné odlišit podle toho, jakých metod je použito a podle toho, kolikrát jsou jednotliví jedinci v průběhu času pozorováni. Může se jednat o přímé měření daných antropologických bodů na jedinci kefalometrem nebo je použito některých zobrazovacích metod, jako je použití fotografií, rentgenových snímků a podobně (Hautvast 1967, s. 17). Dále je možno výzkum rozdělit na longitudinální, kdy je každý jedinec měřen během svého života ve všech sledovaných věkových kategoriích. Jako průřezový se označuje takový výzkum, ve kterém je jedinec měřen jen jednou a údaje všech věkových kategorií pochází od odlišných jedinců. Kombinací je semilongitudinální přístup, kde jsou jedinci měřeni vícekrát, avšak ne ve všech sledovaných věkových kategoriích (Hautvast 1967, s. 17). Historie výzkumů a jejich výsledky Historii výzkumů shrnul ve své práci Hautvast (1967). Jako první významný výzkum je uveden výzkum Williama Westa (1894). Ten došel k výsledku, že absolutní míry se s věkem zvyšují, ale index cephalicus se mění málo. Podobný trend vypozoroval West i v mezipohlavních rozdílech. K rozdílným závěrům došel později například Röse (1905), podle jehož výsledků se index cephalicus s věkem snižuje a naopak obličejový index se s věkem zvyšuje. V semilongitudinálním výzkumu provedeném Hellmanem (1932) bylo zjištěno, že u dívek se v průběhu růstu stává obličej více prognátní než u chlapců. Goldstein (1939) prováděl poměrně dlouhý longitudinální výzkum chlapců, při kterém bylo zjištěno, že obličej roste nejvíce do výšky a nejméně do šířky. Růstový výšvih byl zaznamenán mezi 3. a 5. rokem a mezi 13. a 15. rokem. Růst obličeje do šířky popsal Henriques (1953). Největší nárůst u chlapců nastává mezi 7. a 8. a mezi 10. a 11. rokem, podobně je tomu i u jako obličejové délky. U dívek dochází k největšímu nárůstu do šířky mezi 7. a 9. a mezi 11. a 12. rokem, v případě délky obličeje to je mezi 8. a 11. rokem. Tyto výzkumy byly prováděny měřením přímo na lidech. S nástupem rentgenové zobrazovací metody bylo možné sledovat vývoj lebky ve vztahu k měkkým tkáním. Zajímavá a demonstrativní metoda je také metoda kovových implantátů, kterou použil Björk. Ty se implantují do kostní tkáně a na rentgenových snímcích se pak pozoruje jejich pohyb ve vztahu k jiným strukturám. Můžeme tak pozorovat nejen míru růstu, ale i jeho směr (Hautvast 1967, s. 49). Björk (1955) takto

39 zjistil, že krček na kondylu dolní čelisti roste v juvenilním období rychlostí asi tři milimetry za rok. V prepubertálním období (11 let a 9 měsíců) tato rychlost mírně klesá a následně se opět zvyšuje, kdy v období puberty (14 let a 6 měsíců) roste rychlostí pět milimetrů za rok. Jako další metoda ke sledování růstových změn se používá fotogrammetrie. Tu ve své průřezové studii použil Hautvast (1967). Bylo při ní zjištěno, že výška obličeje je u chlapců v období mezi 7 a 11. rokem výrazně vyšší než u dívek, avšak mezi 12. a 13. rokem se rozdíl mírně snižuje. Dále došel k závěru, že obličej roste do šířky rychleji než mozkovna. Růst obličeje do šířky se ukazuje výrazněji ve spodní části obličeje. U chlapců je větší vzdálenost pupil a koutků očních než u dívek a naopak u dívek jsou větší šířkové rozměry nosu a úst. Dospělí muži mají šířku nosu již větší, ale menší šířka úst přetrvává v porovnání se ženami. Vzdálenost mezi vnitřními koutky a pupilami je stejná u mužů i u žen. Dále také zkoumal růst obličeje do délky a zjistil, že délkové rozměry horní části obličeje jsou u mužů vyšší než u žen a že u rozměrů dolní části obličeje je tomu naopak. V průběhu růstu se také dle výsledků zvyšuje úroveň mandibulární prognacie. Profil obličeje bez nosu se během růstu narovnává, profil s nosem však zůstává podobný u dětí i dospělých (Hautvast 1967, s ). Jedním z již soudobých výzkumů je longitudinální výzkum, který provedl Bulygin a et al.(2006). Za pomoci metody tenkých ohebných plátků (TPS) zkoumal věkové změny na rentgenových snímcích. V jeho práci ale tvar k tvaru obličeje ovlivněného věkem, který je výsledkem této metody přidal i velikost. Výsledkem je opět poznatek, že růst obličeje u dívek se kolem 13 let zpomaluje a kolem 15 se zastaví zcela. V České republice se referenčním studiím věnuje Pavel Bláha. Jedná se o pravidelné celostátní výzkumy, kde sleduje růst obličejových rozměrů, pohlavní dimorfismus a změny těchto trendů v jednotlivých generacích. Mimo jiné také potvrzuje, že index cephalicus se s věkem příliš nemění, index obličejový však ano, jelikož se zvyšuje. Index cephlalicus se však se výrazně snižuje v porovnání současné a předešlé generace. Obličej se dle výsledků zužuje a prodlužuje v porovnání s předchozími generacemi (Bláha, Vignerová 1999, s ). Na Ústavu antropologie PřF MU v Brně se ve své diplomové práci růstovým změnám v obličeji mimo jiné také věnoval Josef Duda (2007). V jeho práci byly použity fotografie dětí různého věku, jednalo se tedy o průřezový výzkum. Byla použita metoda geometrické morfometrie, metoda tenkých ohebných plátků. V této práci byla použita novodobá a

40 historická sada snímků. Historická pochází z konce druhé světové války a zahrnuti jsou v ní jedinci od 15 do 60 let, s tím, že většina je jich ve věkovém rozmezí Novodobá sada pochází ze snímků studentů gymnázia v Ústí nad Labem (162 chlapců a 187 dívek) a z fotografií dětí (112 chlapců a 125 dívek) ze základní školy v Hovoranech (okres Hodonín). Novodobá sada tedy zahrnuje jedince od 6 do 20 let. Některé jeho výsledky budou přiblíženy v diskuzi, kde budou porovnány s výsledky praktické části této práce

41 6. VÝZNAM OBLIČEJE Z POHLEDU FORENZNÍCH VĚD Vzhledem k variabilitě jednotlivých komponent obličeje je obličej velmi významný pro identifikaci osob. Ta se provádí na základě vnějších morfoskopických, ale i morfometrických znaků (Eliášová 2004, s. 32). Nejen pro kriminalistiku se tak stává významný rozvoj kamerových systémů. Ty jsou používány jak k bezpečnostním účelům ve smyslu prevence, tak v případném vyšetřování zločinu a následné žalobě (Oxlee 2007, s. 257). Jedna z metod, která se používá pro identifikaci je fotokomparace, neboli identifikace osob podle fotografií. Jedná se o vzájemné srovnávání fotografií, které se děje dvěma způsoby metodou popisu a somatometrickou metodou. Během metody popisu se popisují morfologické znaky obličeje se snahou se zaměřit na ty, které během stárnutí neprodělávají výrazné změny. Významný je tvar vnějšího ucha, které by mělo být vyfoceno ze stejného úhlu (Eliášová 2004, s. 32). Současně s touto metodou se provádí somatometrická metoda, během které se porovnávají partie obličeje, které se poměřují. Používají se antropometrické body, jako glabela, nasion, pronasale a tak dále, mezi kterými se měří vzdálenost a následně je převedena na procenta. Poté se fotografie mohou porovnat mezi sebou. Toto je ale jen jedna z možných metod (Oxlee 2007, ). Další formou kriminalistické identifikace je rekognice. Ta se používá v případě, kdy existuje očitý svědek události. Je ale také například používána při identifikaci mrtvoly neznámé totožnosti, která se nejprve vyfotografuje a následně je fotografie podstoupena rekognici (Eliášová 2004, s. 35). Provádějí se však také rekognice živých osob (Oxlee 2007, s. 259). Vzhledem k tomu, že lidský obličej není souměrný, mohou během fotokomparace nastat obtíže, když nejsou k dispozici stejné pohledy na obličej. Další a významnou skutečností je, že fotografie mají mezi sebou výrazný časový rozestup, což znemožňuje identifikaci (Eliášová 2004, s. 34). Právě pro tyto případy se začínají vytvářet počítačové aplikace, které by dokázaly podle fotografie jedince predikovat jeho vzhled o několik let déle. Takovéto programy by měly pomoci usvědčit zločince, jež jsou dlouhodobě na útěku, ale také pomoci při hledání dlouhodobě nezvěstných lidí, obzvláště pak dětí (Taylor 2001, s. 245)

42 6.1. PROJEKTY ZAMĚŘENÉ NA VÝVOJ AGING PROGRAMU Tato část se bude věnovat současným výzkumům, které se zaměřují na počítačové zpracování dat s úmyslem vyvinout program, který by dokázal věkové změny aplikovat na fotografii a následně vytvořit podobu jedince staršího o daný počet let. Jedním z hlavních důvodů této snahy je i mimo jiné vytvořit takovýto program pro potřeby forenzních věd, kde by mohl sloužit k identifikaci. Některé výzkumy se však spíše orientují na odhad věku (Ramanathan, 2009). Způsobů, kterými se o toto pokouší, je více. Většinou se jedná o nalezení takových trajektorií, které by charakterizovaly růst. V Německu se tím zabývá K. Scherbaum et al. (2007). Výsledek jeho práce je znázorněn na obrázku 6.1. Obr. 6.1: A) fotografie dívky v 11 letech; B) její tvář v 3D modelu; C) výsledek zestárnutí na 17 let; D) skutečná podoba v 17 letech. (Upraveno podle Scherbauma, 2007.) 6.2. AGING SOFTWARE V této kapitole budou přiblíženy již vytvořené počítačové aplikace, jež umožňují některé věkové změny. Ne vždy se však bude jednat o program, který by byl používán v kriminalistice. Dost často se vykytují programy, které jsou určeny spíše pro zábavní průmysl, jelikož v této oblasti je také vysoká poptávka tohoto druhu. Další využití podobného programu může být v kosmetice Aprilage Aprilage software začali vyvíjet již v rose 1998, ve spolupráci s výzkumným centrem v Ontariu v Kanadě (Aprilage: Company). V centru zájmu tohoto programu je vytvářet věkové změny, které jsou ovlivněné obezitou, slunečním nebo kouřením (obr. 6.2). Zároveň porovnávají takto vytvořené obličeje s podobou, která by vznikla v případě, že by se dotyčná osoba těmto vlivům vyvarovala. Již v roce 1999 již byl vystavován v muzeích,

43 kde se stále objevuje. Další uplatnění je ve školách, ale také v medicíně, kde ukazuje, jak stárnutí ovlivňuje různé chirurgické nebo kosmetické úkony. To následně pomáhá lékařům předcházet případným problémům. Uplatnit se také může v různých bezpečnostních aplikacích, kde pomáhá například při hledání pohřešovaných dětí a dospělých (Aprilage: Applications). Věkové rozhraní, ve kterém jsou předpovědi nejlepší, je od šesti let do přibližně sedmdesáti. Jedná se o program, který je přístupný veřejnosti, ale je zpoplatněný (Aprilage: F.A.Q.). Obr. 6.2:Věkové změny muže (kuřáka) podle programu Aprilage. (Upraveno podle Aprilage: Aging demos) VisionMetric Společnost Vision Metric je hlavně známá svým programem EFIT-V, jenž pracuje na metodě skládaného portrétu a je běžně používán v kriminalistické praxi. Tento program byl vytvořen na Kentově Univerzitě ve Velké Británii Dr. Solomonem, Dr. Gibsonem a Dr. Maylinem (VisionMetric: About Visionmetric). Nepracují sice s fotografiemi, ale výsledek je fotografii velmi podobný. Tato společnost umí také velmi realisticky zaznamenat věkové změny (obr. 6.2), (VisionMetric: Media Services). Obr. 6.2: Věkové změny vytvořené společností VisionMetric. (Upraveno podle VisionMetric: Media Services.)

44 Další programy Faces 0.4 je opět program pracující na základě skládaného portrétu. Věkové změny se zde provádí opět pomocí skládání (IQ Biometrix: Tips & Tricks). Dalším programem, vytvořeným spíše pro závavu, je FaceGen Modeller. Byl vytvořen roku 2001, hlavně pro účel počítačových her. Z fotografií dané osoby lze nejprve vytvořit 3D model obličeje, který je následně možno upravovat. Lze například měnit pohlaví, populační afinitu a právě i věk (FaceGen: Products). Tato aplikace je volně ke stáhnutí na internetu. Jako poslední bych uvedla program Systém Visia. Jedná se o kosmetický program, který se zaměřuje na všechny aspekty pleti, jako jsou vrásky a další nedostatky. Tyto vyhodnotí a následně ukáže, jak by tato pleť vypadala za několik let, pokud by nebyla nějakým způsobem dále ošetřována (VISIA Complexion analysis: VISIA Systém)

45 Praktická část

46 7. MATERIÁL A METODY Cílem této práce je zpracování vzorku fotografické dokumentace dětí z longitudinální studie s aplikací pokročilých metod geometrické morfometrie. Ačkoliv data pocházejí z longitudinální studie, tato práce nemá longitudinální charakter. Jako metoda geometrické morfometrie byla použita metoda tenkých ohebných plátků TPS. V teoretické části byly uvedeny některé principy růstu a nastíněny výsledky různých studií, které se zabývaly růstem. Tyto výsledky budou v diskusi konfrontovány s výsledky této práce MATERIÁL Jako materiál byly použity fotografie, které pochází z rozsáhlé Brněnské longitudinální studie. Ta probíhala od 60. let do poloviny 80. let 20. století na Výzkumném pracovišti preventivní a sociální pediatrie, Lékařské fakulty Masarykovy univerzity v Brně pod vedením doc. MUDr. Marie Bouchalové, CSc. Tato studie byla hlavně zaměřena na sledování růstu a vývoje dětí a v rámci vyšetření psychosomatického vývoje. Jedním z důvodů k založení této longitudinální studie bylo přiblížení se celosvětovému trendu a také snaha o zachycení odrazu velkých sociálních přeměn tehdejší společnosti na mladé generaci. Z počátku bylo do studie zahrnuto 555 dětí 278 chlapců a 277 děvčat, avšak vzhledem k postupnému odstěhování se, špatnou spoluprácí či narušením rodin, umístěním dětí do ústavů a léčeben či vyřazením z důvodu příslušnosti k jiné etnické skupině odpadlo celkem 227 dětí. Do 18 let jich zbylo pouze 328. Mimo pořízení fotodokumentace byly zaznamenány antropometrické rozměry, informace o socioekonomickém pozadí a také odebrány vlasové vzorky (Bouchalová 1987, 1981, 1980, 1983). Fotodokumentace z frontálního pohledu pořízená v této studii je v současnosti zpracovávána v Laboratoři morfologie a forenzní antropologie na Ústavu antropologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně. Záměrem je vytvoření počítačové aplikace umožňující vizualizovat věkové změny z fotografií pro potřeby kriminalistického ústavu. Tato aplikace by se uplatnila při identifikaci dlouhodobě pohřešovaných jedinců, hlavně dětí. Ve své práci jsem zpracovávala celkem 27 jedinců, z toho 14 žen a 13 mužů. Konkrétní pořadová čísla osob jsou 288, 290, 293, 307, 312, 324, 325, 326, 328, 331, 334,

47 336, 354, 478, 482, 483, 485, 490, 491, 493, 503, 506, 509, 510, 517, 519 a 529. U každého jedince bylo nafocených a pro digitalizaci vhodných v průměru 28 snímků, nejméně pak 23 u osoby s číslem 354 a 506, nejvíce zas 33 u osoby s číslem 478. Dohromady bylo použito 745 fotografií, z čehož jich 397 patřilo ženám a 348 mužům METODY Fotografie byly během února/března 2010 v rámci výše zmíněného projektu naskenovány a připraveny pro digitalizaci. Naskenovány byly při rozlišení 1000 dpi a to pouze výřezy těchto fotografií. Použit byl skener MikroTek ScanMaker 9800XL. Z fotografií každé osoby byl za pomoci tpsutil (Rohlf 2009a) vytvořen soubor tps, dohromady tedy 27 souborů. Změny v obličeji dívek od 0,25 let do 20 let byly vypracovány z fotografií ze souboru ženy. Změny v obličeji chlapců od 0,25 let do 18 let byly vypracovány z fotografií ze souboru muži Digitalizace V programu tpsdig2 (Rohlf 2009b) bylo na fotografiích vyznačeno 31 význačných bodů (obr. 7.1). Význačné body jsou v této práci definovány na základě definic antropometrických bodů (Fetter et al. 1967, str. 39), které jsou konzistentními s digitalizací celé longitudinální studie, která se zpracovává na Ústavu antropologie PřF MU. Definice význačných bodů: 1. (3,4) entokanthion (2x) - bod ve vnitřním koutku oka, kde se stýká horní a dolní víčko vnitřní koutek oka, místo kde se stýká okraj horního a dolního víčka na mediálním okraji slzného jezírka. V případě výskytu kožní nadvíčkové řasy (epicantus, plica mongolica, plica marginalis fetalis), přes kterou nelze okraj jezírka vidět, určíme entokanthion v místě styku této řasy s dolním víčkem. 2. (2,5) pupila (2x) - střed zornice oka. V případech, kdy panenky jedince směřují do strany, je tento bod umístěn ve středu oční štěrbiny. 3. (1,6) ektokanthion (2x) - bod na laterální straně oka na spojnici obou víček. Vnější koutek oka, místo kde se stýká okraj horního a dolního víčka. Pokud nelze toto místo nalézt, leží ve styku pomyslných linií, získaných protažením okrajů víček. Na méně ostrých snímcích je třeba se vyvarovat záměny okraje horního víčka s jeho stínem na oční kouli či se stínem kožní řasy nad víčkem

48 4. (7) subnasale (1x) - bod ležící v úhlu, který svírá obrys nosní přepážky a horního rtu. Nejníže viditelný bod nosu v mediánní rovině. Standardně leží tento bod v místě styku nosní přepážky a horního rtu, na některých snímcích je však nutné tento bod umístit na spodní okraj nosního hrotu. Je tomu tak zejména v případech špatné pozice hlavy vůči objektivu či v případě výskytu převislého, tzv. římského nosu či nosu masitého. 5. (8,9) alare (2x) - bod ležící nejvíce laterálně na nosním křídle případně nejlaterálněji viditelný bod na nosním křídle. Při špatné pozici hlavy vůči objektivu se nemusí pozice tohoto bodu na fotografii shodovat s odpovídajícím bodem na obličeji in natura. Je-li na jedné straně tento bod skryt ve stínu či naopak v přílišném světle, určí se tak, aby byl osově souměrný s bodem kontralaterálním, přičemž osou souměrnosti se v takovém případě rozumí mediánní rovina. 6. (10) labrale superius - průsečík tangenty proložené horním okrajem hranice červeně rtu a mediánní roviny. Průsečík tangenty proložené horním okrajem červeně horního rtu s mediánní rovinou. Výšková poloha tohoto bodu na mediánní ose tak nemusí odpovídat vždy výšce hranice červeně uprostřed horního rtu, ale vždy odpovídá nejvýše sahající části hranice rtu po stranách spodní části philtra. 7. (11) stomion - bod ležící v průsečíku ústní štěrbiny a přímky procházející body labrale superius a labrale inferius. 8. (12) labrale inferius - bod ležící na dolní hranici červeně dolního rtu nejdále od přímky procházející body cheilion pravý a levý. Přesné umístění tohoto bodu je zvláště u starších neostrých snímků velmi problematické, hranici červeně lze často v takových případech určit protažením křivky viditelné části této hranice v laterálních částech rtu. 9. (13,14) cheilion (2x) - bod ležící v koutku úst v místě styku hranice červeně horního a dolního rtu. Bod ležící v koutku úst v místě styku hranice červeně horního a dolního rtu. Zmíněné umístění tohoto bodu je dodržováno i v případech, kdy se jedinec na snímku usmíval či jinak mění standardní pozici koutků úst. V případě, kdy jsou koutky úst zakryty kožní řasou, je cheilion umístěn v nejlaterálněji viditelném bodě ústní štěrbiny. V případě neviditelnosti ústního koutku z důvodu rozmazání či stínu je cheilion určen protažením linií hranic červení rtů až do místa jejich předpokládaného styku. 10. (15,16) zygion II (2x) - nejlaterálněji viditelný bod obličeje ležící na přímce procházející středy obou zornic. Při špatné pozici hlavy jsou oba body umístěny asymetricky. Nejzazší místo, kam je možné bod umístit na přivrácené straně obličeje, je úpon ušního boltce, případně počátek vlasového pokryvu. 11. (17) gnathion - bod ležící v mediánní rovině na dolním okraji mandibuly nejvíce dole. Bod ležící nejvíce dole na spodním okraji dolní čelisti v mediánní rovině. V případě plynulého přechodu brady v krk určíme spodní okraj dolní čelisti protažením jejích patrnějších kontur v laterálních částech. Dalším pomocným indikátorem tohoto místa může být počátek nejtmavšího stínu pokračujícího zpod brady kaudálně

49 12. (18,19) gonion II (2x) nejlaterálněji viditelný bod na dolní čelisti ležící na přímce procházející bodem stomion (střed ústní štěrbiny v mediánní rovině) kolmo k mediánní rovině. Na rozdíl od klasického bodu gonion neleží nezbytně v místě úhlu dolní čelisti. 13. (20,21) tragion (2x) bod na horním okraji tragu, ležící v průsečíku tangent předního a horního okraje chrupavky. 14. (22) vertex nejkraniálnější bod hlavy umístěný ve střední rovině. 15. (23) optyryon - průsečík mediálního okraje obočí s mediánní rovinou. 16. (24,25) radix nasi (2x) kořen nosu, tam kde nos přechází v čelo (na lebce sutura nasoforntalis). Po pravé a levé straně. 17. (26,27) euryon II (2x) průsečík bodů 13-4 a 14-3 s okrajem hlavy. 18. (28,29) ramus mandibulae (2x) průsečík 2-14 a 5-13 se spodním okrajem mandibuly, respektive měkkých částí spodního okraje obličeje. 19. (30,31) lalůček ucha nejkaudálnější bod lalůčku ucha. Obr. 7.1: Zobrazení význačných bodů

50 Některé body nebylo možno přesně určit, proto některé byly pouze odhadnuty, jiné chyběly zcela. Jako odhadnutý byl považován takový bod, který se nadigitalizoval v místě laterálního okraje obličeje přibližně ve výšce stejného bodu na opačné straně obličeje. Odhadnuté body byly zahrnuty do dalšího zpracování dat. Z důvodu časté absence bodu tragion a bodu na lalůčku ucha, byly tyto body z dalšího zpracování vynechány. U dvou snímků také chyběl bod vertex, proto tyto snímky byly také vynechány z dalšího zpracování. Do analýzy tvaru proto bylo zahrnuto pouze 27 bodů (obr. 7.1). Při digitalizaci bylo pořadí jedinců náhodné Analýza tvaru K posouzení tvarové variability obličeje a závislosti tvaru na věku je použito metod geometrické morfometrie, konkrétně metodě tenkých ohebných plátků (TPS) a vizuální hodnocení tvarových změn, které je znázorněno deformačními mřížkami. Přitom bylo použito programů tpsutil (Rohlf 2009a), tpsrelw (Rohlf 2009c), tpsregr (Rohlf 2009d), Statistica Cz 9.0 (StatSoft, Inc. 2009), MS Excel (Microsoft Office Professional Edition, Microsoft Corporation, 2003), a NTSys pc Standardizace dat Pro standardizaci prostorových dat vyjádřených kartézskými souřadnicemi byla použita obecná prokrústovská analýza, která byla navržena v osmdesátých letech 20. století F. L. Booksteinem (Bookstein 1982). Jedná se o metodu, během níž jsou minimalizovány rozdíly mezi konfiguracemi nadigitalizovaných bodů na základě metody nejmenších čtverců. V analýze relativních varp tvořené v programu tpsrelw (Rohlf 2009c) se nejprve vypočítá průměrná konfigurace bodů (konsensus), která je dále použita jako referenční konfigurace. Ze vzniklé matice deformační energie tenkých ohebných plátků se v tomtéž programu vypočítají parciální deformace. Když se v analýze relativních varp použije pro faktor α hodnota 0, tak je výpočet relativních deformací ekvivalentní analýze hlavních komponent z kovarianční matice skóre parciálních deformací (Urbanová, Králík, 2009)

51 Statistické zpracování Korelace s věkem Z analýzy relativních varp vzešly relativní varpy, které byly zaneseny do programu Statistica (StatSoft, Inc. 2009), kde byla nejprve vytvořena korelační matice relativních varp s věkem. Korelace byla určena na základě Pearsonova korelačního koeficientu. S proměnnými, které vyšly jako významné na hladině významnosti p<0,05, byl vytvořen graf. V celé práci je počítáno na této hladině významnosti. Vícerozměrná lineární regresní analýza Vícerozměrná lineární regresní analýza byla provedena v programu tpsregr (Rohlf 2009d). V poznámkovém bloku byly utvořeny matice podle souborů (ženy, muži, dohromady), kde jako nezávislá proměnná vystupoval věk. Tyto textové soubory byly uloženy s příponou nts, které využívá program tpsregr. Zde byla také testována statistická významnost vztahu celkové tvarové variability s příslušnou proměnnou pomocí Goodallova F-testu a permutačního testu. Pro permutační test bylo vytvořeno 1000 permutací. Také byla zaznamenána hodnota λ (lambda) Wilksova vícerozměrného testu významnosti. Následně byla, opět v programu tpsregr, vytvořena vizualizace věkových rozdílů, ve kterém byly vytvořeny deformace průměrné konfigurace obličeje na konfiguraci daného věku. Při vizualizaci byly tvarové změny pro lepší viditelnost zvýrazněny na trojnásobek

52 8. VÝSLEDKY 8.1. DÍVKY Z analýzy relativních varp vzešlo 50 proměnných relativních varp (rw). Tři z nich významně korelovaly s věkem na hladině významnosti p<0,05 (tab. 8.1). Jedná se o rw1, která vykazovala nejsilnější korelaci a dále o rw3 a rw4. V grafech je znázorněno rozložení hodnot proměnných v jednotlivých relativních varpách a jejich korelace s věkem. Věkové změny, vytvořené tpsregr jsou znázorněny na obrázku 8.4. Goodallův F-test (F= 70,4928; p=0.0000) a permutační test (λ: 0,1 %; F: 0,1 %) vyšly statisticky významně. Tab. 8.1.: Tabulka korelací červeně jsou zvýrazněné významné korelace. Významné záporné korelace byly pro potřeby grafu upraveny na kladné. Relativní varpa 1 v rámci této proměnné se v podstatě mění výškové poměry horní a dolní poloviny obličeje. S rostoucím věkem se body charakterizující oči posouvají výše a celkově se snižuje výška čela. Také je dobře patrný nárůst dolní čelisti. Tato proměnná vystihuje 28,54% variability souboru. Na obrázku 8.1 jsou znázorněny dva krajní případy. Na grafu 8.1 je tato korelace znázorněna graficky. Na grafu je zřejmé, že tato změna výrazně začíná přibližně okolo šesti let a okolo patnácti se již přestává uplatňovat. Tato relativní varpa byla před vstupem do grafu upravena a korelace získala kladnou hodnotu. Popis obrázku již k tomuto přihlíží. Obr. 8.1: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 1, druhý naopak vyšší

53 0,15 Bodový graf závislosti rw1 na věku rw1 = Lowess věk:rw1: r = 0,5943; p = ,10 0,05 0,00 rw1-0,05-0,10-0,15-0, věk Graf 8.1: Bodový graf závislosti první relativní varpy na věku. Relativní varpa 3 - tato relativní varpa je spojena s posunem obličeje do strany, ale také zde patrno snížení výšky čela a jeho zúžení s přibývajícím věkem. S tím jsou také spojeny změny nosní krajiny, kdy se nos zužuje a prodlužuje. Opět je zde vidět nárůst velikosti dolní čelisti (obr. 8.2). Tato proměnná vystihuje 19,27% variability souboru. Na grafu 8.2 je tato korelace znázorněna graficky. Z grafu je opět patrné, že změny začínají okolo osmi let a jsou ukončeny kolem patnácti let. Obr. 8.2: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 3, druhý naopak vyšší

54 rw3 Bodový graf závislosti rw3 na věku rw3 = Lowess věk:rw3 : r = 0,4261; p = ,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00-0,02-0,04-0,06-0,08-0,10-0,12-0,14-0, věk Graf 8.2: Bodový graf závislosti třetí relativní varpy na věku. Relativní varpa 4- představuje hlavně šířkovou změnu celého obličeje, kdy se s rostoucím věkem posouvají k sobě body zygion II a gonion II, obličej se tedy stává více oválným. Další významnou změnou je prodlužování nosu a rostoucí vzdálenost mezi body cheilion. Také je možné pozorovat zvětšení dolního rtu (obr. 8.3). Na grafu 8.3 je tato korelace znázorněna graficky. Je z něho patrno, že tato změna se začíná uplatňovat již v útlém věku a okolo šesti let přestává být výrazná. Touto proměnnou bylo vystihnuto 7,53% variability souboru. Relativní varpa byla také před vstupem do grafu upravena, aby korelace získala kladnou hodnotu. Popis obrázku již k tomuto přihlíží. Obr. 8.3: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 4, druhý naopak vyšší. Výrazné zvětšení dolního rtu je na tomto obrázku dáno i pootevřenými rty na fotografii

55 0,08 Bodový graf závislosti rw4 na věku rw4 = Lowess věk:rw4: r = 0,3853; p = ,06 0,04 0,02 rw4 0,00-0,02-0,04-0,06-0, věk Graf 8.3: Bodový graf závislosti čtvrté relativní varpy na věku. V programu tpsregr byly vytvořeny následující modely věkových změn obličejů u dívek (obr 8.4): a) b) c) d) e) Obr. 8.4: Tvar obličeje dívek v a) 0,25 roce, b) 5 letech, c) 9 letech d) 14 letech a e) 18 letech. Tento růstový trend byl třikrát zvýrazněný

56 8.2. CHLAPCI Z analýzy relativních varp vzešlo 50 proměnných relativních varp (rw). Čtyři z nich významně korelovaly s věkem na hladině významnosti p<0,05 (tab. 8.2). Jedná se o rw1, která vykazovala nejsilnější korelaci a dále o rw 2, rw3 a rw4. V grafech je znázorněno rozložení hodnot proměnných v jednotlivých relativních varpách a jejich korelace s věkem. Věkové změny vytvořené v programu tpsregr jsou znázorněny na obrázku 8.9. Goodallův F-test (F= 58,8017; p=0.0000) a permutační test (λ: 0,1 %; F: 0,1 %) vyšly statisticky významně. Tab. 8.2.: Tabulka korelací červeně jsou zvýrazněné významné korelace. Významné záporné korelace byly pro potřeby grafu upraveny na kladné. Relativní varpa 1 - je spojena s posunutím obličeje do stran, zároveň se však s přibývajícím věkem snižuje čelo. Také lze zaznamenat růst dolní čelisti (obr 8.5). Tato relativní varpa byla také před vstupem do grafu upravena, čímž korelace získala kladnou hodnotu. V popisu obrázku je k tomuto přihlédnuto. Na grafu 8.4 je tato korelace zaznamenána graficky. Je zde znázorněno, že k těmto změnám dochází od přibližně pěti let do osmnácti. Tato proměnná vyjadřuje 31, 88% variability. Obr. 8.5: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 1, druhý naopak vyšší

57 0,15 Bodový graf závislosti rw1 na věku rw1 = Lowess věk:rw1: r = 0,4814; p = ,10 0,05 0,00 rw1-0,05-0,10-0,15-0, věk Graf 8.4: Bodový graf závislosti první relativní varpy na věku. Relativní varpa 2 má z těchto čtyř varp nejslabší korelaci. Je zde možno pozorovat s přibývajícím věkem snižující se čelo a rostoucí dolní čelist do šířky (obr. 8.6). Graf 8.5, který znázorňuje tyto změny, naznačuje, že k nim dochází hlavně mezi osmým a čtrnáctým rokem života. Tato proměnná vyjadřuje 24, 25% variability. Obr. 8.6: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 2, druhý naopak vyšší

58 rw2 Bodový graf závislosti rw2 na věku rw2 = Lowess věk:rw2 : r = 0,2750; p = 0, ,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00-0,02-0,04-0,06-0,08-0,10-0,12-0, věk Graf 8.5: Bodový graf závislosti druhé relativní varpy na věku Relativní varpa 3 představuje v podstatě změny výškových poměrů obličeje, kdy s rostoucím věkem se obličej prodlužuje a zužuje. Také je patrné prodloužení a zúžení nosu (obr. 8.7). Tato proměnná vyjadřuje 19, 99% variability. Graf 8.6 znázorňující tyto změny ukazuje jejich největší nárůst do třetího roku a následné pozvolné změny až do čtrnácti let. Obr. 8.7: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 3, druhý naopak vyšší

59 rw3 Bodový graf závislosti rw3 na věku rw3 = Lowess věk:rw3: r = 0,4511; p = ,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00-0,02-0,04-0,06-0,08-0,10-0,12-0,14-0, věk Graf 8.6: Bodový graf závislosti třetí relativní varpy na věku. Relativní varpa 4 zobrazuje změny nosu a rtů. Nos se s přirůstajícím věkem prodlužuje a u rtů se oddalují body cheilion. Obličej se zde celkově zužuje (obr. 8.8). V grafu této korelace lze vidět, že k těmto změnám dochází od útlého věku až do sedmi let, kdy tyto změny ustávají (graf 8.7). Tato proměnná vyjadřuje 6, 37% variability. Obr. 8.8: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 4, druhý naopak vyšší

60 0,08 Bodový graf závislosti rw4 na věku rw4 = Lowess věk:rw4 : r = 0,4051; p = ,06 0,04 0,02 rw4 0,00-0,02-0,04-0,06-0, věk Graf 8.7: Bodový graf závislosti čtvrté relativní varpy na věku. V programu tpsregr byly vytvořeny následující modely věkových změn obličejů u chlapců (obr 8.9): a) b) c) d) e) Obr. 8.9: Tvar obličeje chlapců v a) 0,25 roce, b) 5 letech, c) 9 letech d) 14 letech a e) 18 letech. Tento růstový trend byl třikrát zvýrazněný

61 8.3. POROVNÁNÍ VĚKOVÝCH ZMĚN U OBOU POHLAVÍ V analýze relativních varp všech jedinců dohromady vzešlo 50 relativních varp, z nichž 3 výrazně korelovaly s věkem (tab. 8.3). Tab. 8.3: Tabulka korelací červeně jsou zvýrazněné významné korelace. Významné záporné korelace byly pro potřeby grafu upraveny na kladné. Relativní varpa 1 - vystihuje změny jako snižování výšky čela a zvětšování dolní čelisti s rostoucím věkem (8.10). Pro potřeby grafu (graf 8.8) byly hodnoty opět vynásobeny hodnotou -1. Z grafu je patrné, že tyto změny u žen končí po 15. roce života, u chlapců trvají dále. Počátek těchto změn je kolem čtvrtého roku a u dívek pokračují plynule u chlapců spíše nárazovitě. Tato proměnná vysvětluje 29,09 % z celkové variability. 0,15 Bodový graf závislosti rw1 na věku; kategorizovaný podle pohlaví rw1 = Lowess 0,10 0,05 0,00 rw1-0,05-0,10-0,15 pohlaví: ženy věk:rw1: r = 0,5298; p = pohlaví: muži věk:rw1: r = 0,5537; p = , věk pohlaví: ženy pohlaví: muži Graf 8.8: Bodový graf závislosti první relativní varpy na věku

62 Obr. 8.10: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 1, druhý naopak vyšší. Ralativní varpa 3 - hlavní změnou související s přibývajícím věkem s touto komponentou je hlavně prodlužování hlavy, zúžení čelní krajiny a posun očnic směrem nahoru. Také se prodlužuje nos a dobře patrný je i růst dolní čelisti (obr 8.11). Na grafu (graf 8.9) lze vidět, že u chlapců tyto změny mají vyšší nárůst než u dívek téměř od narození. Avšak kolem jedenáctého roku se to vyrovnává. Tato proměnná vystihuje 20,09% variability. U chlapců je také korelace těchto změn nižší než u dívek. Obr. 8.11: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 3, druhý naopak vyšší. Relativní varpa 4 ovlivňuje změny jako prodloužení nosu a zvětšení vzdálenosti mezi body cheilion. Obličej se celkově protahuje. Patrné je též zvětšení dolní části červeně rtu. Nižší hodnoty také představují širší tváře, které se s věkem zužují (obr 8.12). Na grafu 8.10, kde jsou tyto změny znázorněny, lze vypozorovat, že se dívky přibližují ke kladným hodnotám více než chlapci již od samého začátku, poměry se vyrovnají okolo patnácti let. U dívek však tato relativní varpa koreluje méně než u chlapců. Celkově tato proměnná vystihuje 7,23% variability souboru. Obr. 8.12: První obrázek charakterizuje nízké hodnoty relativní varpy 4, druhý naopak vyšší

63 0,14 Bodový graf závislosti rw3 na věku; kategorizovaný podle pohlaví rw3 = Lowess 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 rw3-0,02-0,04-0,06-0,08-0,10-0,12-0,14-0, věk Graf 8.9: Bodový graf závislosti třetí relativní varpy na věku. pohlaví: ženy věk:rw3: r = 0,5500; p = pohlaví: muži věk:rw3: r = 0,3769; p = pohlaví: ženy pohlaví: muži 0,10 Bodový graf závislosti rw4 na věku; kategorizovaný podle pohlaví rw4 = Lowess 0,08 0,06 0,04 0,02 rw4 0,00-0,02-0,04-0,06 pohlaví: ženy věk:rw4: r = 0,3207; p = pohlaví: muži věk:rw4: r = 0,5067; p = , věk pohlaví: ženy pohlaví: muži Graf 8.10: Bodový graf závislosti čtvrté relativní varpy na věku

64 9. DISKUSE Zachycením věkových změn se již zabývalo poměrně hodně studií. Velká část je jich však průřezová, jelikož longitudinální studie a hlavně sběr dat na ní je velmi komplikovaný. Materiály na longitudinální studii jsou poměrně vzácné, jelikož vyžadují dlouhodobou zainteresovanost a to nejen samotných vědců. Dalším faktorem je finanční stránka věci, protože tento druh výzkumu je finančně nákladný. V dnešní době, kdy je kladen důraz na rychlé výsledky může být zahájení takového výzkumu velmi nesnadné. Již vytvořená longitudinální data jsou proto velkým přínosem, ačkoliv výsledky z nich mohou být negativně ovlivněny sekulárními trendy. Důvodů, proč tato práce nebyla koncipovaná jako longitudinální a tak plně nevyužila možnosti zpracovat longitudinální data, která byla k dispozici, bylo více. Růstové křivky zobrazené ve výsledcích nejsou individuální. Jedním z nich je fakt, že průřezové zpracování je jednodušší jak z hlediska geometrické morfometrie, tak z hlediska statistického zpracování. Jelikož bylo cílem podívat se na ontogenetický vývoj a prozkoumat variabilitu u daného souboru, tak toto zpracování bylo dostačující. Dalším z důvodů bylo vytvořit srovnatelná data pro porovnání výsledků s ostatními studiemi, hlavně s diplomovou prací Josefa Dudy (2007). Navzdory tomu se nejedná o stejný postup, jelikož Josef Duda ve své práci použil poněkud odlišné body s celkovým počtem 21. A také byly rozdíly ve věku, kdy v jeho práci byly použity fotografie dětí od šesti do osmnácti let. U všech relativních varp také nejsou uvedeny grafy s korelací s věkem, tudíž u všech změn nebylo možné porovnat jejich nástup a ukončení. Pro porovnání těchto výsledků je také potřeba dodat, že se jedná o odlišně staré populace, jelikož snímky zpracovávané v této práci pocházejí ze let 20. století, zatímco snímky porovnávané práce jsou z roku Můžou se zde také objevit populační rozdíly. Duda uvádí, že v souboru z Hovoran mohli být potomci imigrantů z jihovýchodní Evropy a jedinci z Ústí nad Labem naopak mohli mít mezi svými předky častěji Němce. Jedinci z Brněnské longitudinální studie také moli mít mezi předky Němce. Při porovnání výsledků s Dudou bylo u dívek v obou pracích pozorováno snižování výšky čela, protahování dolní čelisti a posouvání nahoru bodů charakterizující oči. Jediný rozdíl byl v ukončení těchto změn, kdy v mé práci tyto změny trvaly o rok déle, tedy do patnácti let. Nástup těchto změn byl stejný. Dále Duda uvádí, že se s věkem subnasion

65 posouvá mírně dolů a podle grafu až do osmnácti let. V této práci by tomu odpovídaly změny u rw4, kde se však nos celkově prodlužuje a tento růst je ukončen okolo třinácti let. U chlapců bylo více relativních varp na porovnání. Obě práce se shodují v tom, že s přibývajícím věkem se snižuje čelo a roste dolní čelist. V této práci jsou tyto změny pozorovány již od pěti let, tedy o rok dříve než v porovnávané práci. To však může být pouze zapříčiněno pozorovaným věkovým rozmezím, které se liší, jak bylo zmíněno výše. Další shoda je v růstu dolní čelisti do šířky, která tak roste do čtrnácti let. Rozdílný je ale nástup tohoto růstu, kdy v mé práci se k těmto změnám dostává v osmi letech, tedy o dva roky déle. Tato rw však nejméně korelovala s věkem. Vzdalování se ústních koutků a prodlužování nosu s rostoucím věkem je také shodné. Duda také zaznamenal, že mladší jedinci mají užší nos. Tento trend byl také v této práci zpozorován. Při porovnání růstu obou pohlaví dohromady se obě práce shodují, že snižování výšky čela a růst dolní čelisti do délky je do čtrnácti let víceméně vyrovnaný. Již ve čtrnácti letech tento růst převažuje u chlapců a stále u nich pokračuje i poté, co se u dívek kolem patnácti let zastaví. Obě práce také potvrzují, že dívky mají z počátku širší tváře, v této práci se tak děje až do téměř patnácti let. V práci Josefa Dudy mají chlapci tváře širší již od dvanácti let, zde se k tomu pouze přibližují. Dále porovnám některé své výsledky s výsledky studie, kterou předložil Hautvast (1967). V této studii zjistil, jak bylo zmíněno výše, že výška obličeje je u chlapců v období mezi 7. a 11. rokem výrazně vyšší než u dívek a že mezi 12. a 13. rokem se rozdíl mírně snižuje. Tento výsledek by plně odpovídal rozložení hodnot relativní varpy popisující tyto změny. Rozložení hodnot této relativní varpy (ze souboru dohromady) také plně odpovídá výsledků výzkumu Goldsteina (1939). Ten popsal růst obličeje do výšky u chlapců, jenž měl růstový výšvih mezi 3. a 5. rokem a mezi 13. a 15. rokem. Odpovídají tomu i hodnoty jedné relativní varpy ze souboru muži. Růst do šířky je možné porovnat se studií Henriquese (1953), avšak shoduje se nárůst jen mezi 10. a 11. lety. Nárůst mezi 7. a 8. rokem jsem nezaznamenala. U dívek tento nárůst patrný nebyl. Bulygina et al.(2006) také zkoumali věkové změny za pomoci metody TPS, avšak z rentgenových snímků. Nutno dodat, že jeho výsledky byly longitudinálního charakteru. Ve své práci věkové změny určil s přihlédnutím k velikosti. Poznatek, že u dívek se růst přestává uplatňovat okolo patnáctého roku života, se shoduje s výsledky této práce. Dále bych ráda poukázala na další negativní faktory, které mohly tuto práci ovlivnit. Jako první je to chyba metody, která by měly být minimální. Snímky byly ještě před digitalizace protříděny, aby se v nich nevyskytovali obličeje výrazně se usmívající nebo

66 s hlavou otočenou ke straně. Další chyba mohla nastat již při samotné digitalizaci. V práci nebyl spočítaný snížený korelační koeficient. Během digitalizace tedy mohlo dojít k chybě v případě, kdy některé body bylo nutno odhadnout, například protože některé fotografie byly značně rozmazané. Na jiných fotografiích byly děti pootočené stranou, nebo se usmívaly, což také mohlo výsledky ovlivnit. Závěrem bych ráda poukázala na význam výzkumů a znalostí růstu obličeje. Jedná se hlavně o potřebu těchto znalostí v klinické praxi, například u různých operací mandibuly, která prodělává výrazné změny během ontogeneze. Znalost růstu je také důležitá pro následnou pooperační péči. Když pominu lékařské využití, tak je tu využití ve forenzní antropologii. Díky neustálému rozvoji výpočetní techniky je možno tyto změny modelovat a následně pak z podoby dítěte vytvořit podobu dospělého. Pro takovéto případy je však potřeba spíše longitudinálního přístupu výzkumu

67 10. ZÁVĚR Lidský obličej během života prodělává poměrně výrazné věkové změny, a to jak v průběhu dětství, tak během dospělosti. Velký vliv na tyto změny má růst kostěného podkladu, ale také změny vnějších struktur, který je ovlivněn změnami v měkkých tkáních. Významná změna je v celkovém prodlužování a zužování obličeje, které je doprovázeno růstem dolní čelisti do délky a snižováním výšky čela. Podstatný je také vliv pohlaví na tyto změny, jelikož u dívek se růst zastavuje okolo patnácti let, na rozdíl od chlapců, kde nadále pokračuje. Tento fakt byl vypozorován i v praktické části této práce. Práce navazující na toto téma by se mohla zabývat longitudinálním přístupem k věkovým změnám obličeje

68 11. O AUTORCE Marie Jandová se narodila 10. dubna 1986 v Českých Budějovicích. V letech zde studovala na Biskupském gymnáziu J. N. Neumanna, které ukončila maturitou z českého a anglického jazyka, biologie a ze základů společenských věd. Informace zde nabyté v ní podnítily zájem o biologii člověka, psychologii, genetiku a také o filosofii. Studium antropologie bylo vyústěním těchto zájmů, a tak ji autorka začala studovat na Ústavu antropologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy Univerzity v Brně