Identifikace člověka podle ušního boltce

Transkript

1 Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta Ústav antropologie Identifikace člověka podle ušního boltce Bakalářská práce Petra Škvarnová Vedoucí práce: RNDr. Miroslav Králík, Ph.D. Brno

2 Prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracovala samostatně a s použitím literatury uvedené v seznamu literatury. 2

3 Poděkování Děkuji své rodině, RNDr. Miroslavu Králíkovi a Mgr. Marii Střítecké za pomoc, podporu a dobré slovo při psaní této práce. 3

4 OBSAH 1. Abstrakt Klíčová slova Úvod Ucho z pohledu biologie Anatomie ucha a jeho fyziologická funkce Zevní ucho Ušní boltec Zevní zvukovod Bubínek Střední ucho Sluchové kůstky Sklípkový systém bradavcového výběžku Sluchová trubice Vnitřní ucho Kostěný labyrint Blanitý labyrint Blanitý hlemýžď Perilymfa, endolymfa Vaskularizace a inervace ucha Tepny Žíly Mízní cévy Nervy Ontogenetický vývoj ucha Prenatální vývoj ucha Vnitřní ucho Střední ucho Zevní ucho Prenatální vývoj sluchu Postnatální vývoj ucha

5 Růst a vývoj - progresivní změny Stárnutí - regresivní změny Změny způsobené vnějším zásahem Plastická chirurgie Změny způsobené ozdobováním těla, mutilací a deformací Fylogenetický vývoj ušního boltce Význam ušního boltce v kontextu historického vývoje Fyziognomika Přírodovědné zkoumání ušního boltce Degenerační teorie v oblasti psychiatrie a kriminální antropologie Ideje eugeniky a jejich zneužitelnost Počátky biometrické identifikace Vznik biometrie Počátky biometrie ušního boltce Současný rozvoj biometrie Moderní technologie počítačového zpracování obrazu ucha ve 21. století Mezinárodní výzkum Medicína: diagnostika a terapeutika Aurikuloterapie, akupresura, akupunktura Hadriánovy uši Biometrie Podstata biometrie Biometrické charakteristiky Vědní obory v přímé souvislosti s biometrií Aplikace biometrie Automatizované biometrické systémy Přednosti biometrických systémů Nedostatky biometrických systémů Etické aspekty biometrických systémů Realizace jednotlivých logických bloků Biometrická identifikace podle ušního boltce

6 Metody rozpoznání ušního boltce Fotokomparace na základě somatometrického vyhodnocení Srovnávací analýza na základě otisku struktur ušního boltce Rozpoznání ušního boltce podle termogramu Rozpoznávání ušního boltce podle odrazu zvuku v ušním kanálku Praktická část: sestavení škál variability znaků ušního boltce, test spolehlivosti škál Materiál Metody Výsledky Škály variability znaků ušního boltce Test spolehlivosti škál znaků Diskuze Závěr O autorce Slovník nejdůležitějších pojmů Rejstřík Seznam použité literatury Seznam použitých elektronických zdrojů Internetové zdroje obrázků Seznam zkratek

7 1. Abstrakt Ušní boltec člověka je jedinečnou morfologickou strukturou, která umožňuje individuální identifikaci. Výhody identifikace podle ušního boltce spočívají především v menší variabilitě oproti identifikaci podle obličeje. Ušní boltec není tolik ovlivněn mimickým projevem, kosmetickými úpravami nebo procesem stárnutí. Je významný pro určení skupinové příslušnosti nebo individuální identity, především v rámci multimodální identifikace. Pro individuální identifikaci jsou nejcennější znaky ušního boltce individuálně specifické, s věkem zanedbatelně proměnlivé. Identifikace člověka podle ušního boltce se uplatňuje zejména v kriminalistice, především pro účely biometrické identifikace v souvislosti s policejním vyšetřováním. Identifikaci lze provádět na základě rozpoznávání obrazu ušního boltce, komparací otisků jeho struktur, metodou termovize nebo pomocí odrazu zvuku v ušním kanálku. S rozvojem počítačových technologií vznikají různé automatizované biometrické systémy. Tato práce je morfoskopickou studií, která zpracovává fotografický materiál 68 ušních boltců pro vytvoření škál variability znaků ušního boltce a 15 ušních boltců, které slouží jako testovací soubor použitelnosti definovaných škál. Práce shrnuje základní předpoklady pro úspěch morfoskopické analýzy, kterými je zajištění standardizovaných postupů a minimalizace procesuálních nedostatků. Standardizaci zajišťuje explicitní definování jednotných postupů morfoskopické analýzy, kterým je pozorování, komparace nebo škálování. Škály by měly vhodně zvolenými vzorky reflektovat variabilitu ušního boltce v populaci, proto je nutné pro testování efektivních postupů vyplnit dostatečně velkou a variabilní databázi snímků ušního boltce. 2. Klíčová slova ušní boltec, ucho, identifikace, biometrie, morfometrie, morfoskopie, fotokomparace, termovize 7

8 3. Úvod Lidé jsou většinou schopni úspěšně rozpoznat druhé podle podoby obličeje, a to i ty, se kterými se setkali jedinkrát v životě. Kdyby však obličej vidět nebyl a měli bychom se vzájemně rozpoznávat jen na základě vizáže ucha, byli bychom pravděpodobně méně úspěšní. Přesto ucho obsahuje velký počet charakteristických znaků, jejichž soubor je pro každého člověka zcela jedinečný, a který lze využít právě k účelu rozpoznání již dříve poznaného. Úspěšnost tohoto rozpoznání však naráží na jistá procesuální úskalí, která by bylo vzhledem k vynaloženému úsilí značně nevýhodné zdolávat jen pro osobní potřeby. Pro účely identifikace ve forenzní oblasti je však rozpoznávání podle ušního boltce z různých důvodů výhodné. Cílem této práce je nahlížet na význam ucha, resp. ušního boltce z různých aspektů: zvláště z pohledu biologie, historie a kriminalistiky, a propojit je v souvislosti, které mohou být pro identifikační účely podle ušního boltce relevantní. Biometrická identifikace vychází z fyziologických nebo behaviorálních vlastností objektu, proto jsou v teoretické části uvedeny základní biologické informace o uchu. Dnešní stav poznání je neodmyslitelně spjat s počátky a vývojem zkoumání ušního boltce a biometrie, následuje tedy historický přehled a rozvedení některých dílčích témat, která dějinný vývoj přinesl. Zvláštní pozornost věnuji současnému stavu a možnostem biometrie a biometrickým metodám k určování identity člověka podle ušního boltce. Praktická část je zaměřena na zkoumání variability ušního boltce, která celou realizaci rozpoznávání umožňuje. Pokud by nebylo lidské ucho v populaci variabilní, těžko bychom od sebe jednotlivé uši rozpoznali. Chceme-li člověka identifikovat na základě ušního boltce, je nutné zvážit všechny vlivy, které na jeho uši (nebo na jejich obraz) působí, a tím jejich variabilitu utváří. Zmapování této variability je tedy důležité pro zvýšení pravděpodobnosti úspěchu identifikace. K demonstraci variability jsou v praktické části prezentovány škály jednotlivých znaků ušního boltce. Aplikace těchto škál na menší soubor uší je podnětem k diskuzi o možnostech jejich dalšího rozšiřovaní a úprav, které by variabilitu znaků v populaci věrněji reflektovaly. Jsou také rozvíjeny úvahy o procesuálních nedostatcích morfoskopické analýzy a o možnostech jejich minimalizace. 8

9 4. Ucho z pohledu biologie 4.1. Anatomie ucha a jeho fyziologická funkce Lidské ucho (auris, otos) lze vývojově, anatomicky i funkčně rozdělit do tří oddílů: zevní, střední a vnitřní ucho (Kos 1973a, s. 998) Zevní ucho Zevní ucho (auris externa) sestává z ušního boltce, zevního zvukovodu a bubínku (obr. 1) (Kos 1973a, s ). Obr. 1 Vnější ucho, pohled zepředu, pravá strana (Převzato z HowStuffWorks ) Ušní boltec Ušní boltec (auricula) je k hlavě připojen v úhlu 20-40, jeho horní okraj je přibližně v rovině kořene nosu, dolní okraj v rovině dolního okraje vstupu do dutiny nosní (v místě spina nasalis ant.). Na ušním boltci rozlišujeme následující morfologické struktury: helix - okraj boltce, začíná svým ramenem (crus helicis) v proláklině (concha auriculae), směrem k lalůčku se ztrácí; crus helicis - počáteční rameno helixu, dělí concha auriculae na 2 etáže: cymba conchae a cavum conchae; cymba conchae - horní užší etáž konchy, zčásti je kryta helixem; cavum conchae - dolní prostornější etáž konchy; tuberculum auriculae - hrbolek na hranici horní a střední třetiny helixu, je individuálně různě vyvinutý; 9

10 scapha - žlábek oddělující helix od souběžného valu, anthelixu; anthelix - val, rozbíhající se ve dvě raménka, crura anthelicis (inferius a superius), obkružuje konchu a nad lalůčkem se zdvihá ve vyvýšeninu, antitragus; fossa triangularis - mělká prohlubeň, oddělující crura anthelicis; antitragus - hrbolek; oponuje většímu hrbolku - tragu; incisura intertragica - zářez oddělující antitragus od tragu; tragus - hrbolek, který částečně kryje vstup do zvukovodu; lobulus auriculae - lalůček při dolním obvodu boltce, je individuálně různě vyvinutý a variabilně připojený k okolí (obr. 2) (Kos 1973a, s. 1000). Obr. 2 Ušní boltec, pravá strana, laterální plocha Podkladem ušního boltce je elastická chrupavka (cartilago auriculae), která je formována obdobně jako ušní boltec, jemuž dává tvar (obr. 3); chybí však v ušním lalůčku. Je kryta kůží s jemnými chloupky. Na konkávní laterální ploše se kůže pevně pojí s perichondriem, nemá podkožní tukové vazivo, je proto neposunlivá. Dorsomediální konvexní plocha tukové vazivo v podkoží má, kůže je posunlivá (Kos 1973a, s. 1000). 10

11 Obr. 3 Chrupavka ušního boltce, pravá strana, mediální plocha (Převzato z Gray 1918) a) spina helicis - frontální výčnělek počátečního ramene helixu b) cauda helicis - výběžek dolního konce helixu; od vlastní chrupavky je oddělen rýhou, fissura antitragohelicina, vyplněnou vazivem c) eminentia conchae - vyvýšenina konchy; probíhá na ní žlábek, sulcus cruris helicis d) sulcus cruris helicis - vertikální rýha na vyvýšenině konchy; má vztah k m. auricularis post. e) sulcus anthelicis transversus - žlábek, oddělující eminentia conchae od eminentia fossae triangularis f) cartilago meatus acustici - je prodloužením chrupavčité ploténky tragu, s chrupavkou boltce souvisí zúžením, isthmus cartilaginis auris (Kos 1973a, s ) Boltec je upevněn souvislým vazivovým aparátem, místy zhuštěným ve vazivové provazce (lig. auriculare anterius, superius a posterius) k periostu bradavcového výběžku (processus mastoideus), mostu jařmového (pons zygomaticus) a ke spánkové povázce (fascia temporalis). Ke zpevnění přispívají částečně též svaly boltce, geneticky příslušející k mimickému svalstvu. Svaly rozlišujeme na rozbíhající se z boltce do okolí, které u zvířat sloužily k pohybu boltcem po směru příchozího zvuku, a na svaly s počátkem i koncem na boltcové chrupavce (obr. 4) (Kos 1973a, s ). Ušní boltec slouží k zachycování akustických vln (Hill 1997). Pro člověka se slyšitelná frekvence vlnění pohybuje v rozmezí od 18 Hz do 20 khz (Suchý 1967a, s. 406) Zevní zvukovod Zevní zvukovod (meatus acusticus externus) je trubice s počátkem (porus acusticus externus) v cavum conchae, ukončen je bubínkem (membrana tympani) (obr. 5) (Kos 1973a, s. 1002). Zevní zvukovod slouží k soustředění akustických vln směrem k bubínku (Hill 1997). 11

12 Obr. 4 Svaly ušního boltce: A) laterální plocha, B) mediální plocha (Převzato z D'Alessandro ) Obr. 5 Zevní zvukovod, pohled shora (Převzato z Gray 1918) 12

13 Bubínek Bubínek (membrana tympani) je elipsoidní (9 x 10 mm), velmi tenká (0,1 mm) blanka zasazená do rýhy bubínkové kosti (sulcus tympanicus). Odděluje zevní zvukovod od středního ucha (obr. 6) (Kos 1973a, s. 1003). Obr. 6 Bubínek, pravá strana, zevní plocha (Převzato z 3. lékařská fakulta 2007) Bubínek slouží k přeměně akustické energie na energii mechanickou: při dopadu zvuku se bubínek rozkmitá (Hill 1997) Střední ucho Střední ucho (auris media) představuje dutina bubínková (cavum tympani). Je to prostor v kosti skalní (pars petrosa ossis temoporalis). Jsou zde uloženy 3 sluchové kůstky. Dutina komunikuje jednak s dutinkami v processus mastoideus prostřednictvím výklenku (antrum mastoideum), jednak s nosohltanem prostřednictvím sluchové trubice (obr. 7) (Kos 1973a, s ). Obr. 7 Střední ucho, pravá strana, pohled zpředu (Převzato z Wikipedia 2001) 13

14 Sluchové kůstky Sluchové kůstky (ossicula auditus) jsou tři: kladívko (malleus), kovadlinka (incus) a třmínek (stapes) (Kos 1973a, s. 1007). Vzájemně pohyblivé skloubené kůstky (obr. 8) tvoří řetězec pro přenos mechanického vlnění z bubínku přes oválné okénko (fenestra vestibuli) na perilymfu vnitřního ucha, přičemž snižují frekvenci mechanického vlnění, ale zvyšují jeho sílu. Obr. 8 Skloubení sluchových kůstek, pravá strana, pohled zpředu. (Převzato z Wikipedia 2001) 1 - articulatio incudomallearis 2 - articulatio incudostapedia Přenos zvuku je podmíněn činností středoušních svalů, které udržují správný tonus mezi sluchovými kůstkami; jsou jimi napínač bubínku (m. tensor tympani) a jeho antagonista, sval třmínku (m. stapedius), nejmenší příčně pruhovaný sval lidského těla (obr. 9). Při velmi silném zvuku se reflektoricky kontrahují oba svaly, čímž tlumí záchvěvy mezi spoji sluchových kůstek (Kos 1973a, s ; Hill 1997). Obr. 9 Střední ucho, pravá strana, A) pohled zpředu, B) pohled na mediální stěnu 1 - m. tensor tympani 2 - m. stapedius (Převzato z 3. lékařská fakulta 2007) 14

15 Sklípkový systém bradavcového výběžku Sklípkový systém (cellulae mastoideae) je tvořen drobnými, sliznicí vystlanými dutinkami, komunikujícími s antrum mastoideum i mezi sebou navzájem. Se středouším jsou propojeny prostřednictvím otvoru (aditus ad antrum) pod stropem zadní stěny středoušní dutiny. Kromě processus mastoideus zasahují i do kosti skalní (pars petrosa ossis temporalis), výběžku kosti lícní (processus zygomaticus), na dno dutiny bubínkové a mohou pronikat i do sousedních kostí (obr. 10) (Kos 1973a, s ). Sklípkový systém se spolu se sluchovou trubicí podílí na vyrovnávání tlaků ve středoušní dutině (Kos 1973a, s. 1011). Obr. 10 Antrum mastoideum, pravá strana (Převzato z OŠZ a SŠZ J. E. Purkyně Most 2004) Sluchová trubice Sluchová trubice (tuba auditiva, Eustachova trubice), spojuje střední ucho s nosohltanem (obr. 11) (Kos 1973a, s. 1011). Sluchová trubice vyrovnává tlak vzduchu na bubínek. Otevírá se při polykání a mluvení (Kos 1973a, s. 1011) Vnitřní ucho K vnitřnímu uchu (auris interna) patří kostěný labyrint tvořený uvnitř kosti skalní (obr. 12). V jeho nitru je uložen blanitý labyrint s připojeným blanitým hlemýžděm (Kos 1973a, s. 1011). 15

16 Obr. 11 Sluchová trubice, pohled zespod (Převzato z OŠZ a SŠZ J. E. Purkyně Most 2004) Obr. 12 Vnitřní ucho, projekce shora do kosti skalní (Převzato z OŠZ a SŠZ J. E. Purkyně Most 2004) Kostěný labyrint Na kostěném labyrintu (labyrinthus osseus) lze popsat předsíň (vestibulum), tři polokruhovité kanálky (canales semicirculares ossei) a hlemýžď (cochlea) (obr. 13) (Kos 1973a, s. 1012). V kostěném labyrintu se kmity ze středního ucha přenáší přes perilymfu na stěny blanitého hlemýždě (Kos 1973a, s. 1019). 16

17 Obr. 13 Kostěný labyrint, pravá strana, z laterální strany: A) zevně, B) pohled do nitra (Převzato z 3. lékařská fakulta 2007) Blanitý labyrint Blanitý labyrint (labyrinthus membranaceus) se skládá z vejčitého váčku (utriculus), z váčku kulovitého (sacculus) a ze tří polokruhovitých kanálků (ductus semicirculares). Oba váčky spojuje trubička (ductus utriculosaccularis) a prodlužuje se ve vývod endolymfy (ductus endolymphaticus). Blanitý labyrint je vyplněn endolymfou, v rámci kostěného bludiště je obklopen perilymfou (Kos 1973a, s. 1014) (obr. 14). Blanitý labyrint je centrem statokinetického ústrojí. Statická funkce (určení polohy hlavy vzhledem ke svislici) je lokalizována ve vejčitém a kulovitém váčku, dynamická funkce (informace o pohybu hlavy) v polokruhovitých kanálcích. Princip vnímání úhlového a lineárního zrychlení spočívá v zachycení podnětu smyslovými buňkami a převedení na bioelektrický signál vedený nervovými drahami do mozku ke zpracování a vyhodnocení. Rovnovážné ústrojí může při prudkých pohybech, ale i při velmi silných zvucích, kdy se zvukem způsobené mechanické vlny přenášejí až do bludiště, momentálně selhat (Kos 1973a, s. 1016; Wilhelm 2003, s. 99). 17

18 Obr. 14 Blanitý labyrint a blanitý hlemýžď, pravá strana, laterální plocha (Převzato z Gray 1918) Blanitý hlemýžď Blanitý hlemýžď (ductus cochlearis) je uložen ve vinutém kanálku (canalis spiralis cochlea) kostěného hlemýždě, z něj vyplňuje jen malou část (obr. 15). Je vyplněn endolymfou a obklopen perilymfou. Ke kulovitému váčku je připojen trubičkou (ductus reuniens) (obr. 14) (Kos 1973a, s. 1016). Obr. 15 Hlemýžď, příčný řez (Převzato z 3. lékařská fakulta 2007) Blanitý hlemýžď je centrem sluchového ústrojí. Princip vnímání sluchových podnětů spočívá v přeměně mechanické energie kmitů perilymfy, stěny blanitého hlemýždě a endolymfy smyslovými buňkami sluchového orgánu na bioelektrický signál, který je po přivedení nervovými drahami do mozku vnímán jako sluchový vjem (Kos 1973a, s. 1017). 18

19 Perilymfa, endolymfa Endolymfa je čirá kapalina iontovým složením podobná tekutině nitrobuněčné. Je secernována epitelem krevních cév blanitého hlemýždě. Odváděna je vývodem (ductus endolymphaticus) uloženém v kanálku kosti skalní (aquaeductus vestibuli) do slepého váčku (saccus endolymphaticus) těsně pod tvrdou plenu mozkovou, kde je resorbována zpět do žil. Saccus endolymphaticus produkuje lokální hormon saccin, stimulující sekreci endolymfy. Perilymfa je tekutina podobná endolymfě. Třemi cestami se dostává do prostor mezi pleny mozkové (Černý 1999; Kos 1973a, s. 1018). Přes perilymfu se přenáší zvukové vlny z třmínku (přes membrana tympani secundaria uzavírající fenestra cochleae) na stěny blanitého hlemýždě, a tím na endolymfu (Kos 1973a, s. 1019) Vaskularizace a inervace ucha Tepny Vnější a střední ucho je zásobeno krví z a. carotis communis: a. carotis externa živí vnější a střední ucho, a. carotis interna střední ucho. Z a. carotis externa odstupuje pro ucho: dorsální větve a. occipitalis (větévka r. auricularis pro zadní stranu boltce) a a. auricularis post. (větévky rr. auriculares pro dorsální a dorsomediální stranu boltce, a. stylomastoidea pro cellulae mastoideae, a. tympanica post. pro středoušní dutinu); mediální větev a. pharyngea ascendens (větévka a. tympanica inf. pro středoušní dutinu); konečné větve a. temporalis superficialis (větévky rr. auriculares anteriores pro přední stranu boltce a pro začátek zevního zvukovodu), jejíž puls je hmatný před hrbolkem tragu, a a. maxillaris (a. auricularis profunda pro kostěnou část zevního zvukovodu a zevní plochu bubínku; a. tympanica ant. pro dutinu středoušní, kde anastomosuje s jinými aa. tympanicae; a. meningea media pro m. tensor tympani a dále s větvičkou a. tympanica sup. pro středoušní dutinu). Z a. carotis interna odstupuje pro ucho rr. caroticotympanici (do sliznice středoušní). Vnitřní ucho je vyživováno z a. subclaviae (cestou aa. vertebrales pojící se v nepárovou a. basilaris, vysílající a. labyrinthi, která se ve vnitřním zvukovodu větví na a. vestibuli a a. cochleae). Kostěný labyrint je živen z a. auricularis post. (hlavně z a. stylomastoidea a a. tympanica sup.) (Borovanský 1972a, s ; Kos 1973a, s. 1020). 19

20 Žíly Žíly se druží k tepnám a z vnějšího a středního ucha odvádějí krev do v. jugularis externa. Hluboké žíly středního ucha odtékají do v. jugularis interna částečně intrakraniálně (prostřednictvím sinus transversus a sinus durae matris), částečně extrakraniálně (pletení podél sluchové trubice do plexus pterygoideus a v. retromandibularis). V. jugularis interna přijímá také nitroušní krev (ze sinus petrosus inf., kam ústí vv. labyrinthi; ze sinus petrosus sup. a sinus transversus, kam ústí žilní spojky z vestibulárního oddílu). Žilního odtoku se účastní také bulbus v. jugularis sup., jenž přijímá v. canaliculi cochleae (Kos 1973a, s. 1001, 1009, 1020) Mízní cévy Lymfatické cévy odvádějí mízu do nodi lymphatici parotidei a retroauriculares (Kos 1973a, s ) Nervy Motorické nervy N. facialis obstarává motorickou inervaci svalů boltce a m. stapedius. N. mandibularis (3. větev z n. vagus) vysílá větévku pro m. tensor tympani (dostává se k němu buď přímo, nebo častěji proráží ganglion oticum a počítá se pak k jeho vývodní větvi) (Kos 1973a, s. 1001, 1008). Sensitivní a senzorické nervy N. auriculotemporalis (3. větev z n. trigeminus) inervuje kůži laterální plochy boltce nad rovinou probíhající tragem a větší část zevního zvukovodu spolu se zevní plochou bubínku. R. auricularis n. vagi se větví v concha auriculae a ve vstupu do zevního zvukovodu. Větévky z n. auricularis magnus (C 2, C 3 ) inervují zbytek laterální plochy boltce a celou plochu dorsomediální. Plexus tympanicus, tvořený n. tympanicus (z n. glossopharyngeus), spojkou z n. facialis a sympatickými větvemi z plexus caroticus internus inervuje střední ucho. N. vestibulocochlearis se konstituuje ze dvou větví: n. cochlearis, jenž vede podráždění od sluchových buněk, a n. vestibularis, představující statokinetickou část nervu (Kos 1973a, s. 1002, 1010; Kos 1973b, s. 917). 20

21 4.2. Ontogenetický vývoj ucha Individuální vývoj ovlivňuje řada zákonitostí, z nichž nejvýznamnější, s nimiž je třeba při sledování změn v morfologii člověka počítat, jsou: dědičnost, zákonitost růstu, puberta a pohlavní diferenciace, závislost tvaru na funkci, variabilita, korelace a kompenzace, plasticita, elasticita, reakce a adaptace (Prokopec 1967, s ). Ontogenetický vývoj člověka zahrnuje vývoj prenatální a postnatální Prenatální vývoj ucha Vnitřní ucho Vnitřní ucho se zakládá od počátku 4. týdne vývoje z povrchového ektodermu laterálně od rhombencephala (zadního mozku). Do konce 2. měsíce nabývá definitivního tvaru, následuje růst a histologická diferenciace (Vacek 1992, s. 288). Blanitý labyrint Zvýšeným bujením neuroektodermových buněk v oblasti rhombencephala vzniká sluchová ploténka, ta se prohlubuje v sluchovou jamku a uzavírá se ve sluchový váček (otocysta) (obr. 16, 17) (Kos 1973a, s. 1000; Vacek 1992, s. 288). Obr. 16 Vývoj sluchového váčku: 11. stadium ( den), 12. stadium ( den) a 13. stadium ( den) (Převzato z Hill 1997) Sluchový váček tvoří vychlípeniny: dorzální ductus endolymphaticus se saccus endolymphaticus; dorzální kapsu pro vznik ductus semicircularis ant. a post. se společným crus commune; laterální kapsu pro vznik ductus semicircularis lat.; ventrální výběžek, který spirálovitým stáčením vpřed dává vznik hlemýždi (obr. 18) (Vacek 1992, s. 289). 21

22 Obr. 17 Vývoj sluchového váčku: sluchový váček se prohlubuje, až zmizí z povrchu (Převzato z Langman 1995) Obr. 18 Vývoj vnitřního ucha (Převzato z Hill 1997) V ampulách polokruhovitých kanálků se epitel diferencuje v neuroepitel ampulárních krist. Diferenciací neuroektodermu hlemýždě vznikají podpůrné a smyslové buňky sluchového orgánu. Zbytek sluchového váčku se rozdělí vchlípeninou na dorzální utriculus a ventrální sacculus vzájemně propojených jen prostřednictvím ductus utriculosaccularis. V části sluchového váčku náležící budoucímu utriculu a sacculu vzniká vysoký epitel - macula acustica, který se posléze rozdělí na macula sacculi a utriculi (Vacek 1992, s. 289). Kostěný labyrint Základ blanitého labyrintu je obklopen mezenchymem, který se diferencuje v prechondrální blastém a následně v chrupavku budoucího kostěného labyrintu. Chrupavka 22

23 osifikuje ve týdnu vývoje. Mezi labyrinty zůstává řídký mezenchym, který rozestoupením vymezí perilymfatický prostor vystlaný endotelem (obr. 19) (Vacek 1992, s. 291). Obr. 19 Vývoj vnitřního ucha, pohled napříč ampulou (Převzato z Hill 1997) Nervové dráhy, nervové centrum Laterálním ztluštěním stěny rhombencephala vzniká ganglion acusticofaciale, které se od uzavírajícího se rhombencephala později odděluje. Rozdělí se na menší oddíl, ganglion geniculi, a větší oddíl, jenž dává vznik ganglion vestibulare a ganglion spirale cochleare, které přiložením k základu hlemýždě nabývá spirálovitého tvaru. V gangliích se diferencují bipolární nervové buňky, jejichž periferní výběžky prorůstají ke smyslovým buňkám vnitřního ucha, centrální výběžky vrůstají jako nn. vestibularis a n. cochlearis do rhombencephala (Vacek 1992, s ) Střední ucho Dutina středoušní, sluchová trubice Dutina středoušní spolu se sluchovou trubicí vznikají v 5. týdnu z entodermu 1. žaberní výchlipky. Ta vysílá dorzální výběžek - základ sluchové trubice. Širší laterální část výběžku dává vznik dutině bubínkové (obr. 20) (Vacek 1992, s. 291). 23

24 Obr. 20 Vývoj středního ucha (Převzato z Langman 1995) Sluchové kůstky Kovadlinka, kladívko a m. tensor tympani vznikají z mezenchymu prvního žaberního (čelistního) oblouku. Část dávající vznik kladívku se nazývá Meckelova chrupavka, podél ní se tvoří dolní čelist. Třmínek a m. stapedius vzniká z druhého (hyoidního) žaberního oblouku (obr. 21) (Borovanský 1972b, s. 82; Kos 1973a, s. 999). Obr. 21 Vývoj sluchových kůstek z žaberních oblouků (Převzato Langman 1995) Základy kůstek vznikající na konci 7. týdne, šlachy svalů a chorda tympani jsou zavzaty do rosolovité peritympanové tkáně pocházející z mezenchymu, která je ve druhé polovině těhotenství resorbována a útvary do ní původně zavzaté jsou povlečeny středoušní sliznicí mezenchymového původu (Vacek 1992, s. 291). Sluchové kůstky osifikují v 5. měsíci nitroděložního vývoje (Borovanský 1972b, s. 113). 24

25 Cellulae mastoideae Cellulae mastoideae se vyvíjejí postnatálně vrůstáním sliznice z antra do processus mastoideus a okolních kostí (Kos 1973a, s. 1010) Zevní ucho Ušní boltec Boltec vzniká počátkem 2. měsíce z šesti ektodermových výrůstků v okolí 1. žaberní štěrbiny - tři výrůstky vznikají z prvního a tři z druhého žaberního oblouku (obr. 22) (Vacek 1992, s. 293). Obr. 22 Vývoj ušního boltce (Převzato z Langman 1995) Ve 3. měsíci se boltec dostává do své definitivní polohy, zakládá se chrupavka boltce a vytváří se jeho tvar (Martin et al ). Celkový tvar ucha je pozorovatelný počínaje 70. dnem vývoje (Rak et al. 2004a). Ve 3. měsíci je přechodně přední horní okraj helixu přehrnut dopředu a dolů. Udrží-li si ucho tento tvar trvale, označuje se jako ucho kočičí. Nejvýše do 6. měsíce nitroděložního vývoje je helix descendens ohrnut pod tuberculum auriculae nazad a před hrbolkem je boltec oploštěn - připomíná tak boltec opice druhu macacus, udrží-li si ucho tvar z tohoto období, označuje se jako ucho makakové (Ninger 1946, s. 80). Zevní zvukovod Zevní zvukovod vzniká luminizací ektodermového výběžku, který pučí ze dna 1. žaberní štěrbiny proti primitivní středoušní dutině (obr. 20) (Vacek 1992, s. 292). 25

26 Bubínek Bubínek se vyvíjí v místě styku ektodermu zevního zvukovodu a entodermu dutiny bubínkové. Ke styku dochází během 5. týdne vývoje. Mezi oběma vrstvami je mezenchym, z kterého vzniká vazivová složka bubínku (Hill 1997; Kos 1973a, s. 999) Prenatální vývoj sluchu Mezi 22. a 23. týdnem nitroděložního vývoje plod ještě nereaguje ani na velmi silné tóny (Wedenberg 1965). První reakce (zvýšený tep, srdeční údery a motorické reakce) zpozorovali Birnholz a Benacerraf (1983) u plodu starého 24 týdnů, konzistentní reakce zaznamenávali od 28. týdne. Plody byly zkoumány pomocí ultrazvuku a byly u nich registrovány i pohyby očních víček Postnatální vývoj ucha Růst a vývoj - progresivní změny Stěny vnitřního zvukovodu osifikují v 10 letech, vývoj sluchového orgánu je ukončen do 12 let (Prokopec 1967, s. 397). Chrupavčitý skelet ušního boltce roste zhruba do konce druhého desetiletí života. Růst ušního boltce je proporcionální (Hajniš et al. 1968) Stárnutí - regresivní změny Přibližně po 30. roce se u člověka objevují první příznaky stárnutí (Suchý 1967a, s. 405). V buňkách pokožky dochází k pigmentaci, kůže ztrácí podkožní vazivo a vznikají kožní vrásky. Úbytek podkožního vaziva, zejména tukové tkáně, následná ztráta napětí, pružnosti a uvolnění extraaurikulárních svalů a vazů způsobuje pokles ušního boltce. Mění se také elasticita chrupavky ušní, helix a anthelix se mírně oplošťují, a tím rozšiřují. Zvláště později po 50. roce života se zvětšuje ušní délka. Příčinou je vyrovnávání chrupavky boltce a protahování ušního lalůčku. Ve stáří dochází také ke zkracování čelisti, tudíž ke zmenšování obličejové části lebky, což přispívá k relativnímu zvětšování ušního boltce. Jelikož boltec vlivem stárnutí zvětšuje svou délku rychleji než šířku, dochází k jeho relativnímu zužování (Dokládal 1955, s ). Stabilní útvary ušního boltce, které nepodléhají morfologickým změnám vlivem stárnutí, jsou: tuberculum auriculae, tragus, antitragus a incisura intertragica; také přiléhání a celkový tvar ušního boltce se vlivem stárnutí nemění (Dokládal 1955). Bujením vaziva dochází ve sluchovém ústrojí k histologickým změnám. Schopnost slyšet hluboké tóny se nemění, snižuje se však horní hranice slyšitelného kmitočtu. Zatímco v mládí se 26

27 pro člověka slyšitelná frekvence vlnění pohybuje v rozmezí od 18 Hz do 20 khz, ve 40 letech je horní hranice 15 khz a v letech 10 khz (Suchý 1967a, s. 406) Změny způsobené vnějším zásahem Plastická chirurgie V současnosti existuje celá řada kosmetických prostředků a chirurgických zákroků, které umožňují vylepšení obličeje. Úpravy ušních boltců představují jedny z nejčastěji prováděných plastických operací. Mohou tak být odstraněny nebo zmírněny následky úrazů, vrozených deformací nebo některé projevy stárnutí (Taister et al. 2008, s. 12) Změny způsobené ozdobováním těla, mutilací a deformací U různých etnických skupin nalézáme různé způsoby ozdobování těla, které může v některých případech vést až k mutilaci nebo k deformaci. Význam těchto zvyků může být sociální, například jako součást iniciačních zvyků prováděných k zaznamenání životně důležité události (např. při dosažení dospělosti), některé druhy mutilace slouží k označení sociální příslušnosti. Také lze předpokládat určitý magicko-hygienický a léčebný význam. U některých technik akupunktury se jehly zarážejí do určitých míst na těle stanovených pro léčení určité choroby (Fetter 1967, s ). Ke kožním mutilacím můžeme počítat i propichování kůže k zavěšování různých ozdob. Do otvorů mj. v ušních boltcích se vkládají pevné předměty, kroužky, tyčinky a destičky. Postupným vkládáním větších předmětů se ušní lalůčky vytahují do velkých délek, takže je možno do nich vkládat objemné kruhovité desky, jako je tomu u východoafrických Massajů nebo v Asii u Malabarů. Také u žen severosibiřských Goldů byly do provrtaných boltců vkládány velké náušnice se stříbrnými kruhy a s velkými kusy jantaru (Fetter 1967, s ) Fylogenetický vývoj ušního boltce Ušní boltec se z fylogenetického hlediska objevuje až u savců. Pro savce je charakteristický dlouhý, obvykle zašpičatělý boltec, jehož plocha není zprohýbána. Je opatřen svaly, které umožňují jeho pohyb ve směru přicházejících zvukových vln. U vyšších savců nastává jistá redukce, která dosahuje nejvyššího stupně u člověka. Svaly ušního boltce jsou již téměř bez funkce, takže vyšší primáti natáčejí ke směru zvuku celou hlavu, nikoliv jen ucho. Boltec je v podélné ose zkrácený, buď plochý bez zavinutého okraje, tudíž zašpičatělý (satyrské ucho), nebo zavinutý s naznačenou špicí (makakové ucho). Zbytek 27

28 zašpičatění je u člověka vyvinut v podobě hrbolku, tuberculum auriculae (Suchý 1967b, s ). Lidské ucho je charakteristické zkrácením podélné osy oproti ostatním savcům, zavinutím okraje v helix, profilací, rozšířenou insercí a vytvořením ušního lalůčku. Ušní boltec je většinou nepohyblivý. Je považován za orgán rudimentární (Martin et al., ). 28

29 5. Význam ušního boltce v kontextu historického vývoje 5.1. Fyziognomika Nejstarší úvahy o lidské konstituci jsou fyziognomického rázu. Fyziognomika vyvozuje z vnějších tělesných znaků člověka závěry o psychice, povaze a nadání. Spočívá v empirickém zjištění vztahu mezi fyzickými a psychickými znaky, aniž by byla zkoumána jejich hlubší souvislost. Tento způsob uvažování mnohdy přetrvává dodnes (Wenig 1996, s. 1-2). Fyziognomika souvisí s pojmem fyziognomie, který je označením pro podobu nebo výraz (Klimeš 1998, s. 214), užíván je však i ve významu slova fyziognomika. Počátky zkoumání ušního boltce sahají zpět k fyziognomickým systémům starověké císařské Číny. Tyto systémy sloužily především k předpovědi osudu a k věštění a byly vyhrazeny pro císaře a vládní úředníky. Měly přinést pomoc při odhadu důležitých záležitostí a záměrů člověka a přírody, nebe a země (Wenig 1996, s. 219). Nejvýznamnější z těchto systémů představuje umění Siang-Mien, pocházející z Číny 2. tisíciletí př. n. l. Slouží ke čtení z lidské tváře, která jakožto odraz lidské duše informuje o nejvnitřnějších myšlenkách, záměrech a pocitech člověka. K žádoucím rysům obličeje patří např. silnější ušní boltce s velkými lalůčky a mateřskými znaménky na horní části helixu (Young 1983). Jde tedy o znaky, které jsou v evropském kulturním okruhu fyziognomických spisů klasické antiky považovány za ošklivé, a tudíž vypovídají o špatných charakterových vlastnostech nositele (Wenig 1996, s. 220). Hlavní podíl fyziognomických publikací o ušním boltci vychází z myšlenek díla Physiognomonika, jehož autorství je připisováno Aristotelovi ( př. n. l.) (Evans 1969). K určování lidského charakteru na základě vzhledových atributů sloužily různé metody, z nichž nejvýznamnější byla tzv. zoologická metoda, která srovnávala morfologické a povahové vlastnosti lidí a zvířat. Například lidem s malýma opičíma, či velkýma oslíma ušima byly přiřknuty domnělé špatné povahové rysy těchto zvířat (Foerster 1893). Ideální byly souměrné polokruhovité uši střední velikosti, decentně přiléhající k hlavě - ty slibovaly dobrý charakter. Ostatní uši (kterých byla většina), poukazovaly jen na špatné vlastnosti nositele. Vycházelo se tedy ze zásady: co je krásné navenek, je krásné i uvnitř (Wenig 1996, s. 220). 29

30 Aristotelův způsob interpretace prostřednictvím dalších antických autorů a jeho pozdějších středověkých arabských následovníků v čele s Albertem Velikým přetrval až do novověku (Wenig 1996, s. 220). Díla autorů 15. a 16. století vč. zaměřují okruh svého působení na širokou veřejnost, slouží spíš jako praktičtí rádci než jako vědecká pojednání a často ústí v pověrčivé výklady různých znamení a věštění (Wenig 1996, s. 23). Obr. 23 Giambattista Della Porta ( ) vytvořil dřevořezby lidských tváří a jim podobných hlav osla, opice a psa (Převzato z Wenig 1996, s.27-29) V oblasti anatomie ušního boltce nastal v období renesance pokrok. Byla popsána sluchová trubice (Eustachius, ) a polokruhovité kanálky vnitřního ucha (Fallopius, ), v medicíně došlo k oživení chirurgie (Wenig 1996, s ). Prováděny byly mj. i ušní plastiky (Sercer et al. 1962, s. 325). Jako alternativu k ušním plastikám navrhl francouzský chirurg Ambroise Paré ( ) ušní protézu ze smaltovaného kovu, která mohla být k hlavě připevněna pomocí drátěného třmenu (obr. 24) (Davis et al. 1985, s. 120). Obr. 24 Ušní protéza ze smaltovaného kovu, kterou navrhl Ambroise Paré (Převzato z Wenig 1996, s. 39) 30

31 Oproti antice se v pozdním středověku a v novověku fyziognomika zabývá věštěním a je opředena pověrčivými výklady různých znamení a příznaků. Vzhledem k silnému nástupu přírodních věd a medicíny od 16. století to znamenalo krok zpět. Ač se konkrétní teze mohly lišit, vycházely v jádru stále ze stejného principu jako v antice a spekulace se stávaly ještě více vágními (Wenig 1996, s ). Teprve ve druhé polovině 18. století přináší osvícenství své plody a fyziognomika se oprošťuje od pověr a metafyzických myšlenek. Vznikala sice další fyziognomická pojednání, zároveň však byly základy a možnosti této oblasti podrobeny ostré kritice (Wenig 1996, s. 46). 1996, s. 65). Následně se těžiště zájmu přesouvalo od fyziognomiky k patognomii a mimice (Wenig Franz Joseph Gall ( ) se proslavil frenologií, podle níž lze ze zvláštností lebky a obličeje rozpoznat charakterové vlastnosti a vlohy (Wenig 1996, s. 72). Popularita frenologie byla zapříčiněna zvláště nadějí mnoha lidí, že se s její pomocí budou moci dozvědět co nejvíce ze svých budoucích šancí a možností osudu. Také tématika zločinnosti byla publicisticky vždy zajímavá (Deneke 1985). Gallovým záměrem bylo zjištění fyzicko-psychické příčiny páchání trestné činnosti zločinců. Na zločince pohlížel z lékařského hlediska jako na oběti organizace svého mozku (Wenig 1996, s. 73) Gallovy behaviorální neurologické, psychologické a fyziologické teze, zvláště tvrzení, že duševní nemoci jsou nemoci mozku, vedly k přelomu v koncepci psychiatrie a představovaly základní předpoklad pro další zkoumání lidského charakteru (Wenig 1996, s. 86) Přírodovědné zkoumání ušního boltce S pokračujícím rozvojem psychiatrie ztrácela tradiční fyziognomika na významu. Spekulativní metafyzický přístup klasické fyziognomiky byl střídán vědecko-empirickým přírodním výzkumem. Ušní boltec se stával objektem statistického zkoumání, jehož základem bylo cílené formulování otázek určitých problémů. Z počátku to byla zejména otázka souvislosti tvarových anomálií ušního boltce a duševních nemocí a zločinnosti jakožto důsledku chybného vývoje centrální nervové soustavy (Wenig 1996, s. 87, 225). První práce o ušním boltci nacházíme v časopisu Archiv für Ohrenheilkunde. 31

32 Degenerační teorie v oblasti psychiatrie a kriminální antropologie Bénédict Augustin Morel ( ) se inspirován Gallovými díly pokoušel jako první dokázat, že u dědičně zatížených duševních nemocí se symptomy projevují nejen psychickými změnami, nýbrž také určitými tělesnými znaky - anomáliemi některých orgánů. Tyto znaky označil jakožto stigmata hereditatis a počítal k nim i tvarové anomálie ušního boltce. Tyto symptomy degenerace podle něj vedou k nezpůsobilosti v sociálním životě, k psychické nezpůsobilosti a k morálnímu rozpadu (Morel 1837). Dlouholeté a detailní výzkumy o výskytu a významu anomálií ušního boltce mezi duševně chorými a zločinci vedli především Binder, Gradenigo a Lombroso. Došli k výsledku, že tvarové anomálie se u duševně chorých a u zločinců vyskytují ve srovnání s normálními lidmi mnohem častěji a že jsou také mnohem nápadnějšího charakteru (Wenig 1996, s. 223). Italský psychiatr Cesare Lombroso ( ) zkoumal osobnostní a sociální příčiny zločinnosti a možnosti jejího potírání (Wenig 1996, s. 96). Na základě positivismu a evolucionismu 19. století vytvořil hypotézu o rozeném zločinci. Podle ní vykazuje rozený zločinec určité psychické abnormality, které jsou příčinou kriminálního chování. Psychickým abnormalitám pak odpovídají určité somatické odchylky, které souhrnně charakterizují varietu lidského druhu tzv. Homo delinquens (Ochs 1957, s. 17). Takovému člověku od narození chybí nebo je chybně vytvořen podklad vyšších nervových center odpovědných za morální chování - je pak rezistentní vůči všem pokusům o výchovu (Lombroso 1894, s. 269). Spolu s dalšími italskými výzkumníky vypozoroval 58 somatických anomálií, které se u zločinců vyskytují dvakrát až třikrát častěji než u normálních lidí, přičemž stačí, aby se sešlo 4-5 anomálních znaků, aby byl člověk klasifikován jako rozený zločinec (Lombroso 1887, s. 162). Takovým znakem byly např. uši zašpičatělé Darwinovým hrbolkem nebo ušní lalůčky prodloužené k líci (Lombroso 1894, s. 62, 69). Rozený zločinec je ve fylogenetickém vývoji člověka krokem zpět - tedy vlastní druh mezi zvířetem a člověkem (Lombroso 1902, s. 381). Tato teze má základ v Darwinově (1875, s. 18) pojetí ušního boltce jako rudimentárního pozůstatku z nižšího vývojového stádia savců. Jako jednu z nejdůležitějších příčin páchání kriminality uvádí Lombroso (1902, s. 21, 31) vliv rasy 1, především cikánské a židovské. Rasa germánská je naproti tomu k páchání trestné činnosti predisponovaná nejméně. 1 Současná molekulární genetika nepotvrdila existenci relevantních rozdílů v genomu mezi lidskými populacemi a zpochybnila pojem rasy jako striktně oddělené biologické kategorie (Malina et al. 2007b, s. 1416). 32

33 Lombroso byl ovlivněn sociálním darwinismem, který hlásal rasový boj o moc jakožto hnací princip dějin a spolu s principem přírodního výběru jej považoval za nejdůležitější faktor sociálního vývoje (Gumplowicz 1883). Výhra v boji o moc spočívá v lepší přizpůsobivosti sociálnímu světu, výherce se prokazuje ve smyslu selekční teorie jako cennější člověk. Vrchol biologické evoluce představuje germánská rasa, proto by také měla mít všude moc (Ochs 1957, s. 138). Tato sociologická teorie posuzuje hodnotu člověka takovým způsobem, který představuje mnohem větší ohrožení než nejextensivnější kriminalita (Wenig 1996, s. 112) Ideje eugeniky a jejich zneužitelnost Z myšlenek sociálního darwinismu vychází eugenika, nauka o zlepšování dědičného potenciálu populace (Relichová 1999). Od roku 1865 prosazoval Darwinův bratranec Francis Galton ( ) eugeniku jako moderní aplikovanou vědu (Malina et al. 2007a, s. 527). Na začátku 20. století byly zakládány eugenické společnosti, jejichž hlavním cílem bylo provádět výzkum dědivosti znaků a zhoršování genetického základu a vývoje populace (dysgenika), informovat veřejnost o vážnosti problému a formulovat návrhy, jak procesu genetického zhoršování lidských populací zabránit a nahradit ho eugenickými zásahy (Relichová 1999). Idejí eugenického hnutí využil nacistický režim k ospravedlnění vyhlazení nežádoucích jedinců, aby zabránil nebezpečí zhoršení rasy (Relichová 1999). Tento režim nařídil od přijetí příslušných zákonů v červenci 1933 nedobrovolnou sterilizaci až osob, eutanazii desítek tisíc duševně postižených jedinců a jeho úsilí vyvrcholilo zrůdnými experimenty na vězních v koncentračních táborech, programem Lebensborn (Pramen života) a holocaustem (Malina et al. 2007a, s. 528). Pod vlivem neospravedlnitelného zneužití nacisty se eugenické hnutí v očích veřejnosti zcela zdiskreditovalo a nebylo pak už dál rozvíjeno (Relichová 1999). Původní návrhy eugeniků vycházely z představ, že v lidských populacích je možné úspěšně provádět umělý výběr eliminací lidí s nežádoucími vlastnostmi a naopak podporou nositelů vlastností žádoucích. Úspěch každého takovéhoto výběru závisí však na tom, zda je selektovaný znak dědičný či nikoliv. Dnes víme, že u mnohých znaků nelze jednoduše říci, zda jsou nebo nejsou dědičné, a že jejich projev je podmíněn geneticky pouze z části. Nedědí se znaky jako takové, dědí se vlohy, které se za přispění faktorů prostředí mohou nebo nemusí, nebo mohou jen do určité míry projevit ve fenotypu. Jde o tzv. kvantitativní znaky, které jsou podmíněny více geny malého účinku (Relichová 1999). 33

34 V lidském genomu je ještě tolik neznámého, že si nikdo nemůže osobovat právo být arbitrem v určování, co je, nebo dokonce kdo je geneticky kvalitnější. Navíc známe příklady, kdy geny, které jsou pro své nositele výhodné v jednom prostředí, mohou být v jiném prostředí nevýhodné. Genotyp je tedy vždy třeba posuzovat komplexně, a ne jako sbírku jednotlivých genů. Každý člověk je náhodnou a neopakovatelnou kombinací několika desítek tisíců genů svých rodičů, stejně jako ti ve svém genomu nesou náhodné kombinace genů svých rodičů atd. I když je genom průměrného člověka již celý přečten (Genomics.energy.gov 2003), funkce většiny genů a jejich vzájemné interakce dále zůstávají a pravděpodobně ještě dlouho zůstanou neznámé. Přidělovat druhým nějakou genetickou kvalitu je nemožné (Relichová 1999) Počátky biometrické identifikace Zatímco snahy pátrající po souvislosti výskytu anomálií ušního boltce a vývinu duševních nemocí či zločinecké osobnosti nepřinesly kýžený výsledek, získal ušní boltec na významu coby prostředek pro zjišťování identity člověka (Wenig 1996, s. 168) Vznik biometrie Biometrie vznikla před více než 100 lety a ačkoliv se s jejím vývojem, zejména v poslední době, změnil její obsah, podstata zůstává stejná. První poznatky o biometrii a používání tohoto termínu jsou odbornou veřejností registrovány již v první polovině 19. století, avšak její jasné definování je spojeno až s rozvojem statistiky a biologie koncem 19. století (Vančo 2005). Vznik moderní biometrie jako pojmu a statistické metody v biologii, resp. aplikace biologie ve statistice, se váže k významnému anglickému matematikovi a statistikovi Karlu Pearsonovi ( ), autorovi hodnotných prací souhrnně nazývaných Matematický přínos k teorii evoluce (Vančo 2005). Mezi další významné představitele biometrie té doby patří také Adolphe Lambert Quételet ( ), belgický vědec, matematik, astronom, sociolog a zakladatel moderní vědecké statistiky. Je známý sestavením tzv. homme moyen - člověka s průměrnou hodnotou všech jeho jednotlivých znaků, jenž je pak dle Quételeta biologický a morální prototyp dokonalosti. Je také autorem tzv. Quételetova indexu QI pro stanovení hranice obezity na základě poměru tělesné výšky a tělesné hmotnosti (dnes známým spíše jako BMI) (Vančo 2005). Termín biometrie byl však už dříve užíván uznávaným představitelem statistického myšlení předchozí generace, již zmíněným zakladatelem eugeniky Francisem Galtonem, známým 34

35 také ve spojení se základy daktyloskopie - jedné z typických oblastí využívající moderní biometrie. Je považován za tvůrce jednoho ze základních zákonů daktyloskopie, a to zákona o vyloučení možnosti výskytu dvou jedinců se stejným obrazem papilárních linií, k němuž došel na základě svých matematických propočtů. Byl spoluzakladatelem odborného časopisu Biometrika (1901), jehož spektrum prací pokrývalo biologii, kriminalistiku, sociologii i epidemiologii. Dnes je časopis Biometrika deklarován především jako časopis statistický (Vančo 2005) Počátky biometrie ušního boltce Roku 1860 nasměroval lovaňský velitel věznice Stevans pozornost kriminalistů na Quételotovu teorii, podle níž zaprvé žádní 2 lidé nemají stejné tělesné míry a zadruhé jsou míry určitých lidských kostí od jistého věku neměnné. Na základě této teorie začal Stevans měřit hlavu, uši, chodidla, hruď a tělesnou výšku trestanců. Ačkoliv byla tato měření jen pokusy, byly to první vlaštovky vývoje antropometrie, za jejíhož zakladatele je považován Alphonse Bertillon (Heindl 1922). Louis Alphonse Bertillon ( ) vypracoval metodu měření, nazvanou antropometrie a později přejmenovanou na bertilonáž, kterou uplatnil především u zločinců, kteří se zločinů dopouštěli opakovaně. Později tuto metodu doplnil o tzv. Portrait Parlé, jeden z nejvýznamnějších identifikačních systémů, písemně formulovaný zatykač s podrobným výčtem znaků všech částí těla, provedený na základě přesně definovaných kritérií a jednotné terminologie k účelu policejní identifikace. Později jej doplnil fotografiemi zločinců zhotovovanými jednotným postupem (za stejných světelných podmínek, stejné vzdálenosti a ze dvou stran). Ušní boltec pokládal za jeden z nejdůležitějších, nejméně proměnlivých osobních znaků, dokonce za nejdůležitější identifikační faktor lidského obličeje. Jeho charakteristický tvar měl převzít či doplnit úlohu otisků prstů. Tento identifikační systém a jeho principy se staly základem některých dosud používaných kriminalistických metod a postupů (Vančo 2005). V té době navrhl Fields stanovení identity dětí na základě tvaru vnějšího ucha. Účelem bylo zamezení záměny novorozeňat v nemocnicích a ochrana rodičů, jejich dětí a nemocniční administrativy. V některých nemocnicích se používaly otisky tvarů chodidel, dlaní a někdy i prstů společně s dalšími dodatečnými identifikačními metodami. Problém spočíval v nedostatečných zkušenostech s uvedenými metodami, otisky byly u novorozeňat malé a navíc obvykle ve velmi špatné kvalitě. Testováním, pořizováním obrazových záznamů a nezbytnými 35

36 analýzami bylo prokázáno, že u novorozených dětí je ucho právě tím jediným orgánem, který se tvarově a vizuálně nemění (na rozdíl především od dětské tváře, která prodělává v mládí velmi dynamický vývoj) a obsahuje dostatečné množství vizuálních identifikačních markantů, které umožňují jednoznačně vizuálně určit identitu dítěte. Tak byla poprvé potvrzena spolehlivost této standardní identifikační metody (Van der Lugt 2000, s ). Postupem času se objevily také některé nevýhody systému bertilonáže. Jednou z nich byl například zdlouhavý proces vyhledávání konkrétní karty v databázi, který mohl trvat i několik dní. Ani antropometrické charakteristiky osob se neprokázaly jako zcela jedinečné - zjistilo se, že někteří lidé mají stejné míry. Nakonec bylo od bertilonáže upuštěno ve prospěch identifikace na základě otisků prstů. Příchod počítačů však přinesl úspěch nových technologií založených na lidských morfologických charakteristikách. To přivedlo osobní identifikaci do přesnějšího, automatického a bezpečnějšího světa biometrie (Purkait 2007, s. 215) Současný rozvoj biometrie Za současné průkopníky biometrie ušního boltce odborná veřejnost považuje Američana Alfreda V. Iannarelliho a Nizozemce Cornelia van der Lugta, kteří se problematikou intenzivně zabývají od druhé poloviny 20. století. Doménou Iannarelliho je rozpoznávání osob podle uší zachycených na fotosnímku, zatímco van der Lugt se specializuje primárně na otisky uší (Rak et al. 2004b). Iannarelli je autorem knihy Ear Identification (1989), která se dlouho jako jediná zabývala morfologií vnějšího ucha, neobsahuje bibliografii - vychází pouze z osobních zkušeností policejního praktika. V knize autor definuje vlastní klasifikační systém pro rozpoznávání osob podle snímků uší. Tento systém je založen primárně na rozpoznávání podle etnické příslušnosti a pohlaví, které se podle něj do podoby ucha promítají, a sekundárně na měřitelných antropometrických charakteristikách. Druhé vydání knihy je doplněno o práci s otisky uší. Ačkoliv je Iannarelli přesvědčen o jedinečnosti lidského ucha podobně jako jsou jedinečné otisky prstů, nedokázal přesvědčit odbornou vědeckou veřejnost, že jím stanovený obor earology je skutečně vědní disciplínou (Rak et al. 2004b). Na Iannarelliho práce navazuje nizozemský kriminalistický technik Cornelius van der Lugt. Ten se mj. zabývá tlakem, pod kterým musí být sejmut referenční otisk, aby odpovídal 36

37 tlaku, jakým podezřelá osoba tiskla ucho na pevnou podložku. Řeší také způsob fixace latentního otisku (Van der Lugt 2000, s. 674) Moderní technologie počítačového zpracování obrazu ucha ve 21. století Zásadní vliv na rozvoj zpracování biometrických dat měly revoluční změny v oblasti informačních technologií: zavádění výpočetní techniky, digitalizace obrazu a následné vytváření různých automatizovaných systémů. Původní převážně kriminalistické poslání a využívání biometrických metod se tak během 20. století změnilo v podstatě na obecné. Zvláště po 11. září 2001 odstartovala opatření v oblasti strategie boje proti terorismu a všeobecné zajištění vnitřní bezpečnosti nebývalý rozvoj ve vývoji a využívání nových biometrických systémů a prostředků v komerční sféře. Někdy se v této souvislosti dokonce hovoří i o biometrickém průmyslu (Vančo 2005) Mezinárodní výzkum Výzkumem tvaru vnějšího ucha pro identifikační účely se v 21. století zabývá v Evropě několik vědeckovýzkumných institucí. V Nizozemí vznikl díky osobnosti Cornelia van der Lugta mezinárodní a meziresortní projekt FEARID (Forensic Ear Identification), kterého se účastní přední univerzity Nizozemí, Velké Británie a Itálie společně s kriminalistickými expertizními pracovišti těchto a dalších zemí (Rak et al. 2004b) Medicína: diagnostika a terapeutika Zkoumání tělesné konstituce pro lékařské účely hraje významnější roli až v poslední době. Cílem tohoto zkoumání je najít takové tělesné znaky, které mohou poukazovat na dispozice k onemocnění, onemocnění již propuknuvši a vyhlídky na uzdravení. Slouží pak účelům preventivním, diagnostickým a terapeutickým (Wenig 1996, s. 2) Aurikuloterapie, akupresura, akupunktura Ve 20. století dosáhl ušní boltec sporného významu v diagnostice a terapeutice. Pro tyto účely rozvíjel Paul F. M. Nogier aurikuloterapii neboli ušní akupunkturu. Sestavil kartografii ušního boltce, která dávala somatický obraz fétu v děloze s body odpovídajícími různým tělesným oblastem a orgánům (obr. 25). S pomocí akupunktury a dalších stimulačních metod mohou podle něj tyto body skrz reflexní oblouky mírnit resp. odstranit potíže v odpovídajících oblastech (Wenig 1996, s. 204, 208). Dalšími způsoby stimulace jsou např. využití tlaku různých speciálních pomůcek, využití magnetického pole, masáž, elektrostimulace, elektrokauterizace, 37

38 stimulace laserem nebo stimulace piezoelektřinou (Dervieux 1984, s. 17). Centrem zprostředkujícím podněty mezi centrálním a periferním nervovým systémem je podle Bourdiola (1980, s. 73) retikulární formace mozkového kmene. Obr. 25 Prospekce lidských tělesných orgánů a oblastí na ušní boltec podle Nogiera (Převzato z Wenig 1996, s ) Aurikuloterapie, kterou vypracoval Nogier, se od klasické čínské akupunktury liší. Body klasické čínské akupunktury jsou anatomické konstanty, fixní, nezávislé na pacientově rekci, lokalizované stále na tomtéž místě, tyto body lze elektricky objektivizovat. Body v aurikuloterapii podle Nogiera fixní nejsou, závisí na reakci postiženého, protože působení jednoho bodu je velmi rozsáhlé. Drážděný bod působí podle čínské akupunktury na tu stranu těla, na které se sám nachází, což podle Nogierovy aurikuloterapie není bezpodmínečně nutné. Na způsobu dráždění bodu podle čínské akupunktury nezáleží, kdežto podle Nogierovy aurikuloterapie to může mít vliv na efektivitu léčby. V čínské akupunktuře body podléhají přesně dané hierarchii podle pozice, kterou zastávají na meridiánu, což je spojnice dvou až tří kožních areálů, které jsou různě inervovány. Nogierova aurikuloterapie rozlišuje mezi tzv. orgánovými a hlavními body, které se vzájemně protichůdně ovlivňují (Bourdiol 1980, s ). Projekci periferních potíží na ušní boltec Nogier vysvětluje také tzv. arteriálním reflexem a embryonálními základy inervace ušního boltce. Arteriální reflex neboli vaskulární autonomní 38

39 signál (VAS) je kvalitativní změna pulsové vlny, která po aplikaci podnětu nastupuje se zpožděním až po 1-3 normálních pulsových vlnách. Tento signál se objevuje bez změny srdeční frekvence a může trvat 8-15 srdečních tepů. Hodnocení pulsu na pacientově radiální tepně musí být velmi pečlivé a vyžaduje delší praxi, aby bylo věrohodně interpretováno. Technické zaznamenání VAS dosud nebylo objektivně demonstrováno. Je zřejmé, že Nogierův puls odráží funkci autonomního systému (sympatiku a parasympatiku). Modifikace VAS je zprostředkována autonomním nervovým systémem a odpovídá neurologickému reflexu. Dalším rozšířením Nogierova zkoumání pulsu byl průkaz vnímavosti těla na stimulaci 7 rozdílnými frekvencemi. Tyto frekvence jsou konstantně užívány v rutinní medicínské praxi právě proto, že jsou tělem přednostně přijímány. Harmonizují s tělem a působí specifický efekt na těle. Tyto frekvence jsou užívány jak pro detekci, tak i pro terapii (Sedatelec 2004) Hadriánovy uši V 70. a 80. letech se v tisku (i v odborném lékařském) objevil pojem Hadriánovy uši. Tento pojem označuje možné znamení hrozícího srdečního infarktu a jiných rizikových faktorů pro kardiovaskulární onemocnění (Wenig 1996, s. 227) a vznikl podle římského císaře Hadriána, který zemřel na selhání srdce v důsledku hypertenze a koronární arteriosklerózy (Petrakis 1980, s. 87). Hadriánovy uši se vyznačují rýhami na ušním lalůčku probíhajícími od incisura intertragica dorzokaudálně a vyskytujícími se jedno- i oboustranně. A. Dielmann, který se tímto tématem zabýval ve své disertační práci (1985), došel při svém šetření k výsledku, že souvislost přítomnosti diagonální rýhy na lalůčku a různých nemocí, je ukvapená spekulace. Nepřipouští, že by její výskyt mohl být specifický pro infarkt nebo koronární onemocnění. Také nemohl potvrdit možnost klinické relevance této rýhy jako diagnostického parametru resp. rizikového faktoru pro srdeční infarkt. S jistotou však nemohl na základě své práce vztah mezi diagonální rýhou na ušním lalůčku a infarktem vyvrátit. 39

40 6. Biometrie Vznik a vývoj biometrie byl již nastíněn již v předchozí kapitole. Tato kapitola je zaměřena na biometrii jako metodu rozpoznávání tvaru a obrazu a na ušní boltec jako možný prostředek identifikace osob Podstata biometrie Biometrií je obecně nazývána oblast zabývající se jedinečnými a měřitelnými fyziologickými a behaviorálními charakteristikami a vlastnostmi pro rozpoznávání nebo verifikaci identity člověka (Vančo 2005). Identifikace je porovnávání pořízených biometrických dat s šablonami všech uživatelů zařazených v databázi, zatímco při verifikaci se data porovnávají pouze se šablonami, které korespondují s potvrzovanou identitou (Delac et al. 2004, s. 184). Biometrie může být pasivní nebo aktivní. Pasivní biometrie nevyžaduje aktivní účast analyzované osoby a lze ji provádět bez jejího vědomí (např. rozpoznání tváře). Při aktivní biometrii (např. otisk prstu, skenování sítnice apod.) je osobní spolupráce pro efektivitu procesu nutná (Purkait 2007, s. 215) Biometrické charakteristiky Biometrické charakteristiky lze rozdělit na fyziologické (např. otisky prstů, uší a rtů, tvar tváře, geometrie dlaně, oční sítnice a duhovky, DNA apod.) a behaviorální (např. hlas, vlastnoruční podpis, způsob psaní na klávesnici apod.) (Vančo 2005). Kritéria pro výběr těchto vlastností člověka jsou determinována co nejširším a nejefektivnějším způsobem užití a patří k nim zejména jedinečnost (vlastnost musí být co možná nejvíc výjimečná), univerzálnost (vlastnost musí být měřitelná u co možná největšího počtu lidí), stálost (vlastnost se nesmí měnit v čase, platí však, že i relativně stálé znaky v průběhu života určitým změnám podléhají), měřitelnost (vlastnosti musí být měřitelné shodnými technickými zařízeními) a uživatelská přijatelnost (vlastnost musí být snadno a pohodlně měřitelná) (Vančo 2005; Ščurek 2008, s. 9). 40

41 6.3. Vědní obory v přímé souvislosti s biometrií S biometrikou úzce souvisí biomatematika. Ta se zabývá vývojem a využíváním matematických metod a postupů pro potřeby biologických věd. Dělí se na matematickou biologii a biologickou matematiku. Matematická biologie se zaměřuje na matematické modelování (převážně deduktivní charakter) a na biologickou analýzu dat (převážně induktivní charakter). K jejím specifickým částem patří mj. matematická genetika, matematická imunologie, matematická diagnostika, matematická taxonomie apod. Podstatou biologické matematiky je tvorba matematických prostředků, metod a teorií pro biologické účely. Její částí je také bioinformatika, která studuje automatizaci řešení biologických problémů. Biometrika představuje zúžený přístup k otázkám matematizace biologie. Čerpá jen z matematické statistiky a teorie pravděpodobnosti (CoJeCo ). V průběhu let se rozdíl v používání původně naprosto odlišných termínů - biometrie a biometrika - natolik setřel, že dnes jsou používány víceméně jako synonyma a často jsou používány především k obecnému označení různých automatizovaných systémů, které jsou založeny na principu využívání výpočetní techniky a digitálních technologií v procesu ověřování a vyhodnocování různých individuálních vlastností živých organismů, především však u člověka, a to zejména v oblasti verifikace a identifikace osob podle jejich vlastností (Vančo 2005) Aplikace biometrie Biometrie má místo v řadě vědních oborů zabývajících se měřením živých organismů. Vedle pro ni typických oborů, jako jsou statistika a biologie, je biometrie již od doby svého vzniku těsně spojena především s kriminalistikou, zvláště pro účely identifikace osob v souvislosti s trestním řízením. Postupně se biometrie úspěšně implementovala i do řady dalších oborů. Podle mnohých světových specialistů na bezpečnost a jsou biometrie a na jejím principu založené plně automatizované systémy jedním z nejmodernějších a nejúčinnějších prostředků strategie v boji proti terorismu. Využití nalézají zvláště pro účely autentizace a autorizace osob (Vančo 2005). Autentizace je potřeba ověřit, zda uživatel má právo provést určitou akci nebo využít jistou službu, ale především zda je tím, za koho se vydává; autorizace je zjištění, zda uživatel má 41

42 právo provést určitou akci, využít službu či získat data; identifikace je zjištění uživatelovy identity (Klen 2003) Automatizované biometrické systémy Jak již bylo uvedeno - progresivní vývoj v oblasti informačních technologií měl rozhodující vliv na rozvoj různých biometrických systémů, které svou automatizací značně přispěly k efektivitě biometrické identifikace. Podstatou všech biometrických systémů je automatizované snímání biometrických charakteristik - znaků a následně jejich porovnávání s údaji o charakteristikách osob obsažených v předem vytvořené databázi; identifikují tak přímo člověka, ne předměty, kódy nebo hesla (Vančo 2005). K identifikaci nebo verifikaci mohou biometrické systémy využívat buď jednu charakteristiku, nebo mohou být multimodální. Multimodální biometrické systémy umožňují sloučení dvou nebo více biometrických rozpoznávacích systémů dohromady a tím se stávají spolehlivějšími (Hong et al. 1999, s. 63) Přednosti biometrických systémů Přednostmi biometrických systémů jsou především rychlost, určitý stupeň spolehlivosti daný nezaměnitelností vlastností toho kterého jedince, ale též neustálá možnost zdokonalování, od systémů založených na jedné vlastnosti až po kombinaci několika z nich (Vančo 2005). V bezpečnostní oblasti je dále výhodná i možnost kombinace biometrických dat s hesly, odolnost vůči krádežím nebo monitorování (na rozdíl od hesel nebo karet). Uživatel se nemusí obávat ztráty karty nebo zapomenutí hesla či PIN kódu (Pužmanová 2004) Nedostatky biometrických systémů Velkým problémem současné biometrie je především fakt, že biometrické znaky nemusejí být natolik jedinečné, aby je nebylo možné obejít. Navíc i zdánlivě neměnné znaky v průběhu života změnám podléhají. Při poměrně nízké hladině tolerance systému stačí i malá změna k tomu, aby systém hlásil chybu (Vančo 2005). Nevýhodami pro nasazování biometrických systémů v bezpečnostní oblasti může být i složitost a náročnost na prostředky (technické i finanční) pro snímání a porovnání snímaného údaje s mnoha uloženými údaji v databázi, nutnost zabezpečení identifikační databáze a různá chybovost - chybné přijetí (nesprávné 42

43 ztotožnění) nebo chybné odmítnutí (neztotožnění uživatele s jeho vlastním vzorkem) (Pužmanová 2004) Etické aspekty biometrických systémů Všechny původní i stávající biometrické systémy jsou spojeny nejen s tělesnými a behaviorálními znaky člověka, ale také s jeho osobními údaji. Proto v této spojitosti zákonitě vystupují do popředí i problémy související s ochranou osobních údajů. S rozšiřujícím se zaváděním a využíváním biometrických systémů v každodenním životě je stále více diskutována otázka zásahů do soukromí, a s tím omezení základních práv občanů. Pokud chceme zaručit bezpečnost, je třeba něco slevit ze svých práv. Nebo si svá práva a svobody chceme ponechat, pak ale nebude možno zaručit bezpečnost. Jde především o rozumný kompromis mezi tím, čemu biometrie zpravidla slouží (např. boji proti kriminalitě) a mezi právem občanů na soukromí a na ochranu osobních údajů, které někdy může být biometrií narušeno (Vančo 2005) Realizace jednotlivých logických bloků Realizace biometrických identifikačních metod vyžaduje jednak odpovídající hardware (čtecí zařízení, kamery, mikrofony, optická čidla atd.), který snímá biometrické charakteristiky a převádí je do elektronické podoby, a jednak software, který sejmutá data převádí do žádané podoby zajišťující technologičnost identifikačního zpracování a provádí jejich vyhodnocení (Šmiraus 2008, s. 46). Biometrický systém se skládá ze čtyř základních procesů. Nejprve jsou snímána biometrická data, která jsou následně zpracována (extrakce charakteristických příznaků a další matematické operace s biometrickými daty). Dále jsou vyhledávány vhodné šablony v databázi a porovnávány se získanými daty a nakonec je zpracován výsledek, identita je potvrzena či zamítnuta (Delac et al. 2004, s. 185) Biometrická identifikace podle ušního boltce Rozpoznávání obličejů lze provádět ze snímků statických (fotografie) a dynamických (videozáznam), které mohou sloužit k identifikaci obličeje na místech, kde se vyskytují davy lidí, jako je metro nebo letiště (Delac et al. 2004, s. 186). Při rozpoznávání má ucho oproti obličeji několik výhod: tvář je oproti ušnímu boltci více variabilní vlivem mimického projevu, orientace tváře v prostoru a vlivem stárnutí nebo 43

44 kosmetických úprav. Také distribuce barev je na uchu jednotnější než v obličeji a nedochází tak ke ztrátě tolika informací při práci s obrazy převedenými na binární. Ucho je také menší než obličej, takže s obrázky v nižším rozlišení je možné pracovat rychleji a efektivněji. Díky umístění na boční straně hlavy je ucho přístupnější detekci. V procesu získávání dat nejsou snímky uší na rozdíl od snímků tváře rušeny brýlemi, vousy ani make-upem. Výhodný je sběr dat v porovnání s invazivnějšími technologiemi, jako je sken sítnice, otisk prstu apod. (Choraś 2005, s ; Purkait 2007, s. 216) Metody rozpoznání ušního boltce Fotokomparace na základě somatometrického vyhodnocení Pokud je srovnávána živá osoba (tzv. in natura) s fotografickým portrétem, je nezbytně nutné, aby byl obličej osoby vyfotografován ve stejné pozici, jako je portrét na srovnávané fotografii (Eliášová 2006, s. 54). Při identifikaci neznámé mrtvoly se pořídí fotografie hlavy mrtvoly ve vertikální poloze a fotografie všech individuálních znaků. Následně je provedena komparace s fotografiemi ante mortem vytipované osoby (Eliášová 2006, s. 56). Proces fotokomparace je založen na vyhledávání shodných nebo rozdílných antropologických znaků na obličeji a jejich vyhodnocení z hlediska významnosti (Eliášová 2006, s. 55). Nejdříve probíhá morfoskopická analýza, ve které se vyhodnocují komparatibilní znaky, charakterizují se morfologické znaky obecné a individuální, popřípadě znaky metrické. V syntetické fázi se srovnávají jednotlivé znaky pozorovaných obličejů s ohledem na jejich možnou změnu vlivem interaktivně působících vnějších a vnitřních vlivů prostředí (Eliášová 2006, s. 55). a) Morfoskopická analýza V rámci fotokomparačního zkoumání se hodnotí skupinové a individuální morfologické znaky. Znaky jsou popisovány pomocí antropologické terminologie. V rámci expertizní činnosti se v Kriminalistickém ústavu Praha využívá popisný systém podle Titlbachové (1967). U individuálních znaků je charakterizována přesná lokalizace a jejich velikost. Hodnocena je přítomnost či absence znaků a znaky jsou kategorizovány (Eliášová 2006, s. 55). 44

45 Frekvence výskytu znaků se uvádí ve frekvenčních tabulkách (Hulanická 1973; Vanezis 1996). Využívají se pro vyjádření pravděpodobnosti shody porovnávaných portrétů, shodu či rozdíl však vždy s jistotou potvrdí znaky individuální. Výsledek fotokomparačního somatoskopického zkoumání je významně ovlivňován kvalitou obrazu. V některých případech záznamů obrazu z průmyslových kamer je kvalita tak špatná, že komparaci nelze provést. Fotografie či záznamy určené k expertize musí být kvalitní, aby bylo možné dojít k jednoznačnému závěru. Kopie fotografií pořízené na kopírce či faxu jsou nepoužitelné, využívají se portrétní fotografie například z osobních a cestovních dokladů. Skupinové fotografie nejsou vhodné. Kvalita portrétů na fotografiích, zejména na videozáznamech průmyslových kamer, může být zatížena různými faktory, které komplikují hodnocení znaků. Mezi negativní faktory lze zařadit například světelné podmínky při fotografování, úhel snímání, vzdálenost od objektivu, kontrast, typ objektivu nebo maskování (čepice, brýle, vousy), které výrazně snižují výpovědní hodnotu portrétu (Eliášová 2006, s. 55). b) Metrická analýza V některých případech se po vyhodnocení všech morfologických znaků provádí navíc metrická analýza. Nejprve jsou na fotografii lokalizovány a označeny antropometrické body, poté jsou mezi těmito body měřeny vzdálenosti nebo úhly. Vzhledem k tomu, že zkoumané fotografie ve většině případů nejsou pořízeny za standardních podmínek, může dojít ke zkreslení přesných rozměrů. Z toho důvodu se v rámci znaleckého zkoumání omezujeme na relativní hodnoty (indexy), nikoliv na absolutní rozměry. Portrétní fotografie pořízené za nestandardních podmínek mohou vykazovat distorzi, která se ve vertikálním směru může projevit jinak než horizontálně. Aplikaci metrické analýzy je proto nutno předem pečlivě zvážit (Eliášová 2006, s. 56). Výsledkem fotokomparačního zkoumání je jednoznačné prokázání či vyloučení totožnosti, v některých případech je určena hladina pravděpodobnosti udávající míru podobnosti (Eliášová 2006, s. 57). c) Morfometrická analýza Morfometrická analýza využívá morfometrických vzájemných vztahů mezi jednotlivými morfologickými strukturami. Rozpoznávání je založeno na metodách geometrické morfometrie, která vychází z kvantitativní analýzy velikosti a tvaru objektů pomocí geometrických metod a vícerozměrné statistiky (Urbanová et al. 2009, s. 278). 45

46 Podle charakteru vstupních dat můžeme metody geometrické morfometrie formálně rozdělit na metody analýzy obrysů a metody analýzy význačných bodů (Urbanová et al. 2009, s. 279). Oba postupy lze různě kombinovat v závislosti na testované hypotéze nebo předmětu výzkumu (Lestrel et al. 2004; 2005). Kvantitativní analýzu tvaru pomocí metod geometrické morfometrie lze strukturovat do tří základních fází: 1) sběr vstupních dat, 2) standardizace objektů v souladu s definicí tvaru a výpočet tvarových proměnných a 3) statistická analýza tvarových proměnných a zpětná vizualizace tvarových změn (Urbanová et al. 2009, s. 280) Srovnávací analýza na základě otisku struktur ušního boltce Tato metoda se využívá pro identifikačně-verifikační účely ve forenzní oblasti. Otisk vzniká přitisknutím ušního boltce nebo jeho části (a některých sousedících částí hlavy) na plochý hladký předmět a přenesením potu na povrch těchto předmětů. Při tom dochází k různému stupni deformace některých částí boltce. Otisk ušního boltce patří mezi stopy trasologické, jedná se téměř výhradně o stopy plošné, nikoliv objemové (Rak et al. 2004a). Identifikační znaky otisku ucha v kriminalistické praxi často neposkytují vhodná rozlišovací kritéria pro proces určení skupinové příslušnosti či individuální identifikace, mají tedy pouze taktický význam, slouží k zúžení okruhu prověřovaných objektů (Rak et al. 2004a) nebo jako součást multimodální identifikace při kombinaci několika morfometrických znaků lidského těla (Van der Lugt 2000, s. 670). Otisk ušního boltce lze za určitých podmínek využít pro určení přibližné tělesné výšky člověka (Van der Lugt 2000, s. 672) Rozpoznání ušního boltce podle termogramu Termovize odstraňuje nedostatky, které jsou při morfometrické a morfoskopické analýze způsobeny zakrytím ucha vlasy či jiným materiálem. Využívá snímání obrazu ucha v infračerveném pásmu - teplota vlasů člověka se pohybuje od 27,2 C do 29,7 C, zatímco teplota ucha při normálních klimatických podmínkách je 30,0 C až 37,2 C; teplota se na povrchu ucha mění a izotermy odrážejí anatomický tvar ucha (obr. 26) (Burge et al. 1999, s. 10). 46

47 Obr. 26 Termogram ušního boltce: zvukovod je jasně viditelná oblast pohybující se v rozmezí od 34,8 C do 37,2 C, tuto informaci lze využít pro detekci a lokalizaci ucha pomocí termogramu (Převzato z Burge et al. 1999) Rozpoznávání ušního boltce podle odrazu zvuku v ušním kanálku Jde o novou metodu, dosud málo využívanou v praxi. Provádí se přiložením ucha k reproduktoru; zvuk se odráží od stěny zvukovodu a jeho část se vrací odrazem od ušní stěny zpět. Intenzita pohlcení zvuku v ušním kanálku je u jednotlivců individuální a podle této intenzity lze individuálně identifikovat osobu a ověřit její totožnost (Ščurek 2008, s. 46). 47

48 7. Praktická část: sestavení škál variability znaků ušního boltce, test spolehlivosti škál Ušní boltec je orgánem individuálně velmi proměnlivým. Jeho variabilitu lze posuzovat pomocí dvou druhů znaků: znaků metrických, jejichž hodnotu lze vyjádřit pomocí rozměrů; a znaků morfoskopických, které se hodnotí zařazením do přesně definovaných kategorií, zpravidla porovnáváním se standardními typy a schématy (Titlbachová 1967, s. 73). Vzhledem k charakteru dostupného materiálu bylo použito hodnocení morfoskopické. Pro účely morfoskopické analýzy jsou relevantní rozdíly v rámci celkového souboru určitých skupin (pohlaví, populace, etnicita) i v rámci jednotlivce (stranová a/symetrie, věková ne/měnnost); rozdíly v utváření boltce jako celku i v jeho jednotlivých znacích. V praktické části této práce jsou prezentovány škály variability znaků ušního boltce vytvořené na základě morfoskopického zhodnocení fotografií ušních boltců. Následně je prověřena spolehlivost aplikovatelnosti škál pro účely morfoskopické analýzy ušního boltce Materiál Pro přípravu škál i jejich testování jsem použila fotografický materiál z archivu Ústavu antropologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Původně fotografie pochází z výzkumu dvojčat Jihomoravského kraje, který v letech 1965, 1966 a 1968 uskutečnil Výzkumný ústav pediatrický pod vedením MUDr. R. Laxové, CSc. Dvojčata byla vyšetřena biochemicky, psychologicky a antropologicky. Na základě vzájemně nezávislého biochemického, klinického a antropologického vyšetření byla určována monozygotnost dvojčat. Na výzkumu se externě podílel Antropologický ústav. Antropologicky dvojčata zkoumal RNDr. Jan Beneš, CSc., který do výzkumu zahrnul morfologicko-metrické vyšetření ušních boltců. V letech 1965 a 1966 fotografoval každé dítě en face, z profilu, dále nosní septum, ušní boltce z laterální plochy a zezadu. Z negativů těchto snímků vyvolávaly Milena Kaštovská a Blanka Velichová pro své diplomové práce pozitivy. Bližší dokumentaci k pořizování fotografií jsem neměla k dispozici. Fotografie však zřejmě nejsou standardizovány: úhly, ze kterých byly ušní boltce snímány, nejsou jednotné, takže zatímco některé fotografie zachycují dítě spíše shora, jiné jej zachycují zdola nebo ze strany. Liší se i světelné podmínky ovlivňující kvalitu fotografie. Některé fotografie jsou rozostřené. Nelze dohledat, z jaké vzdálenosti a jakým fotoaparátem byly děti foceny. Také označení dvojčat 48

49 (monozygotní, dizygotní) není příliš důvěryhodné. Podle Kaštovské (1970) by monozygotních párů dvojčat mělo být celkem 17, podle označení jednotlivých fotografií jsem však monozygotních párů dvojčat našla 23. Proto není tento poměrně rozsáhlý fotografický materiál vhodný pro analýzu vyžadující standardizovaný postup při sběru vstupních dat (např. pro geometrickou morfometrii). Celkový počet dvojčat v souboru je 143 párů ve věku od 7 do 12 let. Z vyvolaných fotografií jsem vybrala snímky laterální plochy ušních boltců a snímky ušních boltců zezadu 34 dětí, z toho 15 chlapců a 19 dívek. Celkový počet snímků různých uší je 68. Tyto snímky sloužily k sestavení škál variability znaků ušního boltce. Při výběru fotografií ze souboru dvojčat jsem tedy zohledňovala potenciál uší pro různorodost škál a kvalitu fotografií. Dále jsem ze stejného souboru 143 párů dvojčat vybrala 15 jedinců pro testování spolehlivosti škál pro další využití. Výběr byl náhodný, zohledňována nebyla žádná kritéria, kromě požadavku, aby žádný z těchto 15 jedinců nebyl v původním souboru 34 dětí pro sestavování škál. Pro převod fotografií do elektronické formy byl použit scanner HP scanjet 8200 a pořízené snímky v rozlišení 72 x 72 dpi byly ve formátu jpg uloženy v osobním počítači. Pro úpravu elektronických fotografií byl využit program MS Office Picture Manager (2003) a Malování (verze 5.1) Metody Vybrané fotografie byly převedeny do elektronické formy. Následovala úprava barvy, jasu a kontrastu. Pro přehlednost při výběru jednotlivých vzorků do škál byly všechny ušní boltce zmenšeny na stejnou délku ucha při současném zachování všech poměrů. Vzorky byly vzájemně srovnávány a vybírány podle variability jednotlivých popisných znaků do škál. Popisné znaky vychází z klasifikace podle Titlbachové (1967), Dokládala (1955), určování některých znaků bylo modifikováno podle Kaštovské (1970) a Šťouračové (1992). Variabilitu utváření znaků ušního boltce bylo možno hodnotit pouze u vybraných znaků. Po sestavení škál byly kategorie každé škály očíslovány od 1 do x, kde x je počet variet znaků uvnitř dané škály. Ušní boltce 15 jedinců vybrané pro testování byly zhodnoceny zařazením do všech definovaných škál. Po dvou dnech bylo hodnocení nezávisle na prvním hodnocení zopakováno. Rozdíl mezi prvním a druhým hodnocením byl výstupem pro diskuzi 49

50 k možnostem využitelnosti škál jednotlivých znaků pro fotokomparaci ušních boltců k účelům morfoskopické analýzy Výsledky Škály variability znaků ušního boltce Znak 1: Přiléhání ušního boltce Přiléhání ušního boltce je dáno velikostí aurikulotemporálního úhlu, tedy dozadu otevřeného úhlu boltce s laterální stranou processus mastoideus. Při stanovení míry přiléhání se fotografování provádí v norma frontalis (Dokládal 1955, s. 14). Přiléhání ušního boltce je ovlivněno jednak tvarem lebky, jednak zevními činiteli, např. těsnou pokrývkou hlavy či úmyslnou deformací (Martin 1928). Přiléhání ušního boltce se s věkem nemění (Dokládal 1955, s. 15). Podle dosavadních výzkumů ušní boltec odstává častěji u mužů než u žen (Dokládal 1955, s. 15; Hulanická 1973; Šťouračová 1992, s. 23). V utváření tohoto znaku se projevuje individuální stranová asymetrie (6,7%) (Šťouračová 1992, s. 23). Pohlavní dimorfismus je patrný na škále vytvořené z archivních fotografií z poloviny 20. století, nikoliv však na škále vytvořené stejně připravené z fotografií ze začátku 21. století (obr. 27). Je otázkou, do jaké míry jde o biologický rozdíl a do jaké může být přiléhání boltce ovlivněno kulturně, např. dlouhodobým nošením ženského šátku. Obr. 27 Pohlavní dimorfismus přiléhání ušního boltce Škála fantomových obličejů byla vytvořena pomocí metod geometrické morfometrie z 40 recentních (barevných) (1) a 20 archivních (černobílých) (2) fotografií (Převzato z Králík 2007) 50

51 Následující škála je sestavená na základě fotografií ušních boltců z pohledu zezadu, nereflektuje tedy standardní postup při hodnocení tohoto znaku, přesto je variabilita znaku z velikostí aurikulotemporálního úhlu patrná. Škála je rozdělena do 4 stupňů. Škála znaku 1 Přiléhání ušního boltce Zleva: stupně boltce od odstávajícího k přiléhajícímu Znak 2: Proporcionalita ušního boltce Proporcionalita boltce určuje, která část je na boltci převažující. Převažuje-li horní polovina, jde o kraniální typ boltce, převažuje-li dolní polovina, jde o kaudální typ boltce, nepřevažuje-li žádná polovina, jde o typ souměrný. Proporcionalita boltce se určuje vzhledem k frankfurtské horizontále. Nemáme-li k dispozici frankfurtskou horizontálu, resp. dolní okraj očnice, určuje se typ boltce vzhledem ke kolmici k bázi ušní, přičemž se kolmice dotýká horního okraje zevního zvukovodu (Kaštovská 1970, s. 23). Tento znak se s věkem mění v důsledku poklesu boltce jakožto projevu stárnutí (Dokládal 1955, s. 16). Výsledky výzkumů zabývající se pohlavním dimorfismem v utváření tohoto znaku jsou nejednotné. V utváření tohoto znaku se projevuje individuální stranová asymetrie (8,3%) (Šťouračová 1992, s. 24). Škála představuje 3 typy boltce: kaudální, souměrný a kraniální. 51

52 Škála znaku 2 Proporcionalita ušního boltce Boltec kaudální (1), souměrný (2) a kraniální (3) Znak 3: Celkový tvar ušního boltce Tvar boltce lze z fotografie určit podle obrysu boltce. Škála představuje 4 různé tvary. Tvar oválný a tvar vejčitý jsou charakteristické plynulou křivkou obrysu, která není přerušena žádnou nepravidelností. Oválný boltec má stejnou šířku v horní třetině a v polovině nebo má největší šířku v polovině boltce. Tvar vejčitý má největší šířku v horní třetině boltce. Obrysová křivka nepravidelného tvaru boltce vybočuje z plynulého zaobleného tvaru. Tvar hranatý je takový, jehož obrys vykazuje ostrý zlom obrysové křivky (Kaštovská 1970, s. 25). Tvar boltce patří mezi znaky s věkem neměnné, pohlavím neovlivněné (Dokládal 1955, s. 18; Kaštovská 1970, s. 29; Šťouračová 1992, s. 23), v jeho utváření se projevuje individuální stranová asymetrie (3,3%) (Šťouračová 1992, s. 23). Škála znaku 3 Tvar obrysu boltce Tvar obrysu boltce oválný (1), vejčitý (2), nepravidelný (3) a hranatý (4) 52

53 Znak 4: Reliéf ušního boltce Reliéf ušního boltce vyjadřuje celkový stupeň modelace daný stupněm vyvinutí jednotlivých chrupavčitých útvarů boltce. Plasticita se na fotografii projevuje v kontrastu vyvýšenin vzhledem k ostatním částem boltce. Relativně tmavá místa představují prohlubně, relativně světlá místa vyvýšeniny. Kvantifikovatelnost tohoto znaku na základě fotografií laterální plochy ušního boltce je omezená, proto je vhodné posuzovat reliéf ušního boltce přímo ve srovnání s přiloženou škálou. Škála je sestavena ze 4 stupňů od plochého boltce po silně modelovaný. Škála znaku 4 Reliéf ušního boltce Zleva: stupně boltce od plochého po silně modelovaný Znak 5: Relativní šířka ušního boltce Relativní šířka boltce je dána poměrem fyziognomické šířky (vzdálenost bodů praeaurale a postaurale) a fyziognomické délky boltce (vzdálenost bodů superaurale a subaurale). Fyziognomický index je vyjádřen vztahem: šírka boltce 100. délka boltce S věkem dochází k relativnímu zužování boltce v důsledku jeho prodlužování způsobeného zejména protahováním ušního lalůčku během procesu stárnutí (Dokládal 1955, s. 24). Škála představuje 4 stupně lišící se vzrůstajícím fyziognomickým indexem: stupeň fyziognomický index

54 Hodnocení relativní šířky boltce nelze provádět bez měření, například pouhým odhadem srovnáním s přiloženou škálou. Škála znaku 5 Relativní šířka ušního boltce Zleva doprava je patrné relativní rozšiřování boltce Znak 6: Délka spirálovitého zavinutí helixu Při posuzování délky spirálovitého zavinutí helixu se hodnotí úroveň, do jaké je patrná tendence helixu k spirálovitému zavinutí. Úroveň tohoto místa se posuzuje vzhledem k ostatním útvarům boltce. Někteří autoři považují za zavinutý helix jen helix dokonale přehnutý, tvořící spirálu, jiní autoři (Ryšánek 1950), jejichž metodikou jsem se řídila, nejsou tak striktní. Délka spirálovitého zavinutí helixu se s věkem nemění (Dokládal 1955, s. 29). Výsledky výzkumů zabývající se pohlavním dimorfismem v utváření tohoto znaku jsou nejednotné. V utváření tohoto znaku se projevuje individuální stranová asymetrie (8,3%) (Šťouračová 1992, s. 28). Škála zobrazuje spirálovité zavinutí helixu sahající ke crus anthelicis superius, ke crus anthelicis inferius, mezi crus anthelicis inferius a crus helicis, ke crus helicis, k antitragu a níž. 54

55 Škála znaku 6 Délka spirálovitého zavinutí helixu Helix zavíjející se: ke crus anthelicis superius (1), ke crus anthelicis inferius (2), mezi crus anthelicis inferius a crus helicis (3), ke crus helicis (4), k antitragu a níž (5) Znak 7: Šířka helixu Šířku helixu lze hodnotit jako průměrnou šířku spirálovitě zavinutého helixu, vzhledem k fyziognomické délce boltce. Někdy může mít helix podobu tzv. páskovitého helixu, který se nezatáčí spirálovitě, ale překlápí se a může zcela překrývat fossa scaphoidea, často jej tvoří jen kožní řasa bez chrupavčitého vyztužení. U černochů je helix mnohem širší než u bělochů, páskovitý helix se u nich vyskytuje ve vyšším procentuálním zastoupení. U některých černošských kmenů je všeobecný výskyt této formy pravidlem (Dokládal 1955, s ). Jelikož se jedná o míru relativní, určenou vzhledem k délce boltce, která se ve stáří prodlužuje, lze v průběhu stárnutí předpokládat mírné zmenšování šířky helixu. Škála je rozdělena do 3 stupňů: helix úzký, střední a široký. Škála znaku7 Šířka helixu Helix úzký (1), střední (2), široký (3) 55

56 Znak 8: Způsob zavinutí helixu Helix může být zavinut rovnoměrně nebo nepravidelně (Titlbachová 1967, s. 103). Hodnotí se plynulost a charakter změn šířky helixu. Na škále je zobrazeno rovnoměrné a nepravidelné zavinutí helixu. Pro nepravidelný způsob zavinutí helixu jsou zobrazeny dvě varianty: helix, jehož vnitřní křivka je oblá, nicméně spirálovitě se stáčející helix vytváří ve svém průběhu širší pásek, který tak v zavinutí helixu vytváří nepravidelnost (2a); a helix, jehož vnitřní křivka vykazuje zlomy, čímž se v jinak pravidelné šířce helixu vytváří zářezy (2b). Škála znaku 2 Způsob zavinutí helixu Zavinutí helixu rovnoměrné (1) a nepravidelné (2a, 2b) Znak 9: Přechod helixu v krajinu spánkovou V krajinu spánkovou může helix vzhledem k ostatním útvarům boltce přecházet v různé úrovni. Podle této úrovně lze rozlišovat přechod helixu rozšířený, mírně rozšířený a nerozšířený. Přechází-li helix v krajinu spánkovou v úrovni crus anthelicis inferius, jedná se o přechod rozšířený; v úrovni o něco výše nad crus anthelicis inferius se jedná o přechod mírně rozšířený a v blízkosti vrcholu boltce o přechod rozšířený (Dokládal 1955, s. 28). Rozšířený přechod helixu v krajinu spánkovou je charakteristický pro Křováky, v našich krajích je ojedinělý. Ušní boltec ve stáří mírně klesá, což způsobuje zdánlivé rozšiřování úponu boltce. V utváření tohoto znaku nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus (Dokládal 1955, s ). Na škále jsou vyobrazeny 3 základní stupně tohoto znaku: rozšířený přechod helixu v krajinu spánkovou, mírně rozšířený a nerozšířený. 56

57 Škála znaku 9 Přechod helixu v krajinu spánkovou Přechod rozšířený (1), mírně rozšířený (2) a nerozšířený (3) Znak 10: Stupeň vytvoření tuberculum auriculae Tuberculum auriculae je hrbolek na hranici horní a střední třetiny zadní části helixu (Kos 1973a, s. 1000). Tuberculum auriculae může být dobře vytvořené, špatně vytvořené, které je jen naznačeno, nebo může zcela chybět (Dokládal 1955, s. 47). Stupnice Schwalbeho posuzující tento znak zahrnuje též tzv. ucho makakové a ucho cerkopithekové neboli satyrské (Titlbachová 1967, s. 103). Tuberculum auriculae cerkopithekového ucha tvoří hrotnatý výběžek, ucho tak připomíná ucho opice druhu cercopithecus. Helix makakového ucha je pod tuberculum auriculae ohrnut nazad a před hrbolkem je boltec oploštěn, tvar ucha tak připomíná ucho opice druhu macacus. Tvar makakového ucha je patrný u plodu do 6. měsíce intrauterinního vývoje. Má-li ucho tento tvar i po narození, je považováno za vrozenou anomálii (Ninger 1946, s. 80). Stupeň vytvoření tuberculum auriculae se s věkem nemění (Dokládal 1955, s. 47). V utváření tohoto znaku nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus (Dokládal 1955, s. 47; Šťouračová 1992, s. 29), individuální stranová asymetrie byla zjištěna na 50 % (Šťouračová 1992, s. 29) a na 8,25 % (Dokládal 1955, s. 47). Škála zobrazuje 3 stupně vytvoření tuberculum auriculae: tuberculum auriculae chybějící, naznačené a dobře vytvořené. 57

58 Škála znaku 10 Stupeň vytvoření tuberculum auriculae Tuberculum auriculae: chybí (1), je naznačeno (2), je dobře vytvořeno (3) Znak 11: Délka crus helicis Délka crus helicis je relativní, určená vhledem k celkové šířce boltce. S přibývajícím věkem se ušní boltec rozšiřuje a crus helicis se tak relativně zkracuje. Podkladem crus helicis je však pevná chrupavčitá hrana, takže délka crus helicis během stárnutí metrickým změnám nepodléhá (Dokládal 1955, s. 28). V utváření délky crus helicis nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus (Dokládal 1955, s ). Škála uvádí 4 stupně délky crus helicis: crus helicis je jen naznačeno a téměř nezasahuje do concha auriculae; crus helicis již rozděluje konchu na 2 etáže, ale nedosahuje poloviny šířky boltce; crus helicis dosahuje poloviny šířky boltce; crus helicis dosahuje víc než poloviny šířky boltce. Škála znaku 11 Délka crus helicis Crus helicis: téměř nezasahuje do concha auriculae (1), zasahuje do concha auriculae, ale nedosahuje poloviny šířky boltce (2), dosahuje poloviny šířky boltce (3), dosahuje víc než poloviny šířky boltce (4) 58

59 Znak 12: Stupeň vytvoření crus anthelicis superius Anthelix se směrem nahoru vpřed rozbíhá ve dvě raménka: crus anthelicis superius a inferius (Kos 1973a, s. 1000). Posuzování stupně vytvoření crus anthelicis superius na základě fotografie probíhá podobně jako posuzování celkového reliéfu boltce. Plasticita se projevuje v kontrastu raménka vůči okolním prohlubním (např. fossa triangularis) a vůči helixu. Abnormální vytvoření crus anthelicis superius je patrné u tzv. Gradenigova ucha, jehož anthelix se nahoře rozštěpuje ve 3 raménka, a u tzv. Stahlova ucha, kdy se od anthelixu odštěpuje abnormální rameno nahoru a nazad (Ninger 1946, s. 80). U tzv. Wildermuthova ucha vystupuje anthelix nad helix (Dokládal 1955, s. 48). Tento znak se však určuje pouze na živém člověku, určování na základě fotografie laterální plochy ucha by bylo spekulativní. Ploché corpus anthelicis je považováno za atavismus (Dokládal 1955, s. 32). Ve stáří se anthelix oplošťováním mírně rozšiřuje, není však jasné, do jaké míry se stupeň jeho utváření s věkem mění. V utváření stupně crus anthelicis superius nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus (Dokládal 1955, s. 28, s. 33). Škála je rozdělena do 5 stupňů od crus anthelicis superius ležící přibližně ve stejné úrovni jako scapha, přes crus zdvihající se do prostoru a ohraničující tak fossa triangularis, ke crus vystupující přibližně do úrovně helixu. Škála znaku 12 Stupeň vytvoření crus anthelicis superius Zleva doprava pozorujeme zdvihající se crus anthelicis superius od plochého po silně modelované Znak 13: Výška cymba conchae Výška cymba conchae informuje o tom, jakou část z konchy cymba conchae oproti cavum conchae ve vertikálním směru zaujímá. Ve vytváření cymba conchae nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus (Dokládal 1955, s. 33). 59

60 Výšku cymba conchae na škále tvoří 3 stupně: cymba conchae nižší, ze které je viditelný pouhý úzký srpek; středně vysoká, která je nižší než cavum conchae; a vyšší, která svou výškou přibližně odpovídá výšce cavum conchae. Škála znaku 13 Výška cymba conchae Cymba conchae nižší (1), středně vysoká (2) a vyšší (3) Znak 14: Počet hrbolů tragu Tragus může být jednohrbolový, u kterého hrbol představuje vrchol tragu; dvouhrbolový, kde kraniálně od vrcholu tragu leží tuberculum supratragicum oddělené rýhou; a přechodný, od jehož vrcholu není tuberculum supratragicum odděleno rýhou, čímž tragus nabývá lichoběžníkového tvaru (Šťouračová 1992, s ). Tragus má chrupavčitý podklad, je ve svém utváření vzhledem k věku stálý (Dokládal 1955, s. 34). Podle výzkumu Šťouračové (1992, s ) se jednohrbolový tragus vyskytuje častěji u žen než u mužů. Vyšší zastoupení dvojhrbolového tragu u mužů zaznamenali též Lange (1966), Jiránková (1967) a Szczotková (1977). V počtu hrbolů tragu byla zjištěna individuální stranová asymetrie (9,2%) (Šťouračová 1992, s. 32). Škála představuje 3 možnosti vyhodnocení počtu hrbolů tragu: tragus jednohrbolový, přechodný a dvouhrbolový. 60

61 Škála znaku 14 Počet hrbolů tragu Tragus jednohrbolový (1), přechodný (2), dvouhrbolový (3) Znak 15: Tvar tragu Tvar tragu lze rozlišovat na základě jeho obrysové křivky na plochý, který je spojen s malým stupněm vytvoření tragu; zakulacený, jehož obrysová křivka je oblá; a hrotitý, jehož obrysová křivka vykazuje zlom. Tvar tragu není pohlavně dimorfní, byla však zjištěna individuální stranová asymetrie (7,5%) (Šťouračová 1992, s. 31). Škála představuje 3 základní tvary tragu: tvar hrotitý, zaoblený a plochý. Škála znaku 15 Tvar tragu Tvar tragu hrotitý (1), zaoblený (2) a plochý (3) Znak 16: Stupeň vytvoření tragu Stupeň vytvoření tragu je dán mírou, kterou přesahuje přes vstup vnějšího zvukovodu. Lze rozlišit 3 základní stupně vytvoření tragu: tragus malý, střední a velký (Titlbachová 1967, s. 103). 61

62 Škála představuje 3 stupně vytvoření tragu: tragus malý, který je vytvořen jen velmi málo nebo vůbec a nevyčnívá přes vstup zevního zvukovodu, a tragus střední a velký, které přesahují přes vstup vnějšího zvukovodu a částečně nebo zcela ho překrývají. Škála znaku 16 Stupeň vytvoření tragu Tragus malý (1), střední (2) a velký (3) Znak 17: Tvar antitragu Tvar antitragu na fotografii může být odlišný od tvaru zjištěného na živém člověku, protože antitragus může být postaven nejen rovnoběžně s laterální plochou boltce, ale může být také vtočený dovnitř (mediálně) nebo vytočený ven (laterálně). Postavení antitragu, které z fotografie není patrné, tak může zkreslovat jeho skutečný tvar. Při fotokomparaci tento fakt neznemožňuje hodnocení tvaru antitragu, hodnocení je však limitováno dvourozměrným zobrazením. Tvar antitragu může být plochý, zaoblený, nebo hrotitý (Titlbachová 1967, s. 103). Plochý antitragus je plynulým pokračování anthelixu; zaoblený antitragus představuje zdvižení anthelixu v hrbolek, který má oblý vrchol; hrotitý antitragus představuje zdvižení anthelixu v hrbolek, který má zahrocený vrchol. Antitragus má chrupavčitý podklad a významné změny v jeho utváření vlivem stárnutí nebyly zjištěny (Dokládal 1955, s. 34). V utváření tvaru antitragu nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus, byla však zjištěna individuální stranová asymetrie (9,2%) (Šťouračová 1992, s. 32). Škála představuje 3 základní tvary antitragu: tvar plochý, zaoblený a hrotitý. 62

63 Škála znaku 17 Tvar antitragu Antitragus plochý (1), zaoblený (2), hrotitý (3) Znak 18: Stupeň vytvoření antitragu Stupeň vytvoření antitragu je dán mírou, jakou se anthelix nad lalůčkem zdvihá v hrbolek. Velikost a tvar antitragu se na fotografii může mírně lišit od skutečné velikosti a tvaru díky možnému odklonění postavení antitragu dovnitř nebo ven. Škála je sestavena z 5 stupňů vytvoření antitragu od plochého přes slabě, středně, silně, až velmi silně vytvořený. Škála znaku 18 Stupeň vytvoření antitragu Zleva doprava je patrný zvětšující se antitragus Znak 19: Přechod kraniálního konce antitragu v kmen anthelixu Přechod kraniálního konce antitragu v kmen anthelixu může být přímý nebo lomený. Lomený anthelix stojí téměř kolmo na antitragus, je v místě přechodu oddělen prohlubní nebo zářezem, incisura anthelicis, který může pokračovat jako sulcus auriculae posterior k zadnímu okraji boltce (Dokládal 1955, s. 34). Přímý antitragus přechází v anthelix plynule, bez zářezu. Přechod kraniálního konce antitragu v kmen anthelixu nepodléhá změnám vlivem stárnutí. Pohlavní dimorfismus v utváření tohoto znaku nebyl zjištěn (Dokládal 1955, s. 34). 63

64 Škála představuje lomený a přímý přechod antitragu v kmen anthelixu. Škála znaku 19 Přechod kraniálního konce antitragu v kmen anthelixu Přechod antitragu v anthelix přímý (1) a lomený (2) Znak 20: Hloubka incisura intertragica Incisura intertragica je zářez oddělující tragus od antitragu, hloubka incisura intertragica je proto závislá na stupni vytvoření obou hrbolků. Pomyslná spojnice vrcholů tragu a antitragu udává úroveň, ve které se hloubka incisura intertragica určuje. Incisura intertragica má chrupavčitý podklad a s věkem je poměrně stabilní (Dokládal 1955, s. 50). V utváření tohoto znaku nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus (Dokládal 1955, s. 36; Šťouračová 1992, s. 34), byla však zjištěna individuální stranová asymetrie (8,3%) (Šťouračová 1992, s. 33). Škála představuje 4 stupně hloubky zářezu incisura intertragica od mělkého po hluboký. Škála znaku 20 Hloubka incisura intertragica Zleva doprava je patrné odstupňování zářezu incisura intertragica od mělkého po hluboký 64

65 Znak 21: Šířka incisura intertragica Šířku incisura intertragica určuje vzdálenost vrcholu tragu od vrcholu antitragu vztažená k fyziognomické délce boltce. Širší incisura intertragica se častěji vyskytuje u mužů než u žen (Dokládal 1955, s. 36; Lange 1966; Krupinski 1973). V utváření šířky incisura intertragica byla zjištěna individuální stranová asymetrie (11,7%) (Šťouračová 1992, s. 34). Na škále je šířka incisura intertragica rozdělena do 6 stupňů od velmi úzké po velmi širokou. Škála znaku 21 Šířka incisura intertragica Zleva doprava je patrné rozšiřování incisura intertragica Znak 22: Tvar incisura intertragica Incisura intertragica může mít tvar písmene U, tvar písmene V, nebo tvar široce zející (Dokládal 1955, s. 37). Incisura intertragica ve tvaru písmene U má zaoblené dno a její stěny jsou rovnoběžné; incisura ve tvaru písmene V má úzké dno a směrem vzhůru se rozšiřuje a její stěny se rozbíhají do stran; a široce zející incisura má široké zaoblené dno a stěny rozbíhající se do stran. V utváření tvaru incisura intertragica nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus, zjištěna však byla individuální stranová asymetrie (5,8%) (Šťouračová 1992, s. 33). Škála představuje 3 tvary incisura intertragica: tvar písmene V, tvar písmene U, tvar široce zející. 65

66 Škála znaku 22 Tvar incisura intertragica Incisura intertragica ve tvaru písmen V (1), ve tvaru písmene U (2), široce zející (3) Znak 23: Stupeň vytvoření ušního lalůčku Lalůček představuje na uchu výhradně lidský znak. Stupeň vytvoření ušního lalůčku vyjadřuje poměr délky lalůčku k délce celého boltce. Délka lalůčku je měřena od nejhlubšího místa incisura intertragica k nejkaudálnějšímu bodu lalůčku (Dokládal 1955, s. 39). S věkem roste počet dobře vytvořených lalůčků na úkor středně a špatně vytvořených (Dokládal 1955, s. 39). Podle dosavadních výzkumů se dobře vytvořený lalůček vyskytuje častěji u žen, špatně vytvořený častěji u mužů (Šťouračová 1992, s. 35; Velichová 1970, s. 26). Špatně vytvořený lalůček je charakteristický pro černochy a Křováky (Martin et al ). Stupeň vytvoření ušního lalůčku je individuálně stranově asymetrický (3,3%) (Šťouračová 1992, s. 36). Stupeň vytvoření lalůčku je ovlivněn převážně genotypem, vliv vnějších faktorů se na studii dvojčat z Jihomoravského kraje nepotvrdil (Velichová 1970, s. 31). Ušní lalůčky jsou také častým místem propichování kůže za účelem vkládání náušnic, což může vést k vytahování lalůčku (Fetter 1967, s. 573). Škála představuje 4 stupně vytvoření ušního lalůčku od málo vytvořeného po dobře vytvořený. Následující tabulka vyjadřuje, jakou část vzhledem k celé délce ušního boltce lalůček v každém stupni zaujímá. stupeň vytvoření ušního lalůčku poměr délky lalůčku k délce boltce 1 0,21 2 0,25 3 0,29 4 0,33 66

67 Škála znaku 23 Stupeň vytvoření ušního lalůčku Zleva doprava je patrné relativní prodlužování ušního lalůčku vzhledem k fyziognomické délce boltce Znak 24: Úhel úponu ušního lalůčku Úhel úponu ušního lalůčku ke kůži tváře může být ostrý, pravý nebo tupý (Dokládal 1955, s. 40). Vzhledem k úbytku tukové tkáně z podkoží lalůčku a jeho prodlužování vlivem stárnutí (Dokládal 1955, s ) lze předpokládat zmenšování úhlu úponu lalůčku. Škála představuje 5 různých úhlů úponu lalůčku ke kůži tváře: stupně 1, 2 a 3 představují ostrý úhel, stupeň 4 pravý úhel, stupeň 5 tupý úhel. Škála znaku 24 Úhel úponu ušního lalůčku Zleva doprava je patrné zvětšování úhlu úponu ušního lalůčku ke kůži tváře Znak 25: Přirůstání ušního lalůčku Lalůček může být zcela přirostlý ke tváři, částečně přirostlý, nebo zcela volný (Dokládal 1955, s. 41). V průběhu stárnutí se ušní lalůček prodlužuje a lze tedy předpokládat jeho volnější přirůstání. U mužů převládá volný lalůček, u žen přirostlý (Dokládal 1955, s. 41; Velichová 1970, s. 33; Ryšánek 1950), ve výzkumu Šťouračové (1992, s. 36) nebyl však 67

68 pohlavní dimorfismus v přirůstání ušního lalůčku statisticky průkazný. V přirůstání ušního lalůčku byla zjištěna individuální stranová asymetrie (5%) (Šťouračová 1992, s. 36). Fenotyp tohoto znaku odpovídá genotypu, vnější faktory při jeho utváření nehrají příliš velkou roli (Velichová 1970, s. 38). Škála je podle míry přirůstání ušního lalůčku ke tváři sestavena do 5 stupňů: lalůček zcela přirostlý; lalůček, jehož volná část nedosahuje poloviny jeho délky; lalůček, jehož volná část dosahuje poloviny jeho délky; lalůček, jehož volná část přesahuje polovinu jeho délky; a lalůček zcela volný. Škála znaku 25 Přirůstání ušního lalůčku Lalůček přirostlý (1), z méně než poloviny volný (2), z poloviny volný (3), z více než poloviny volný (4), zcela volný (5) Znak 26: Profilace ušního lalůčku Lalůček může být na povrchu hladký, nebo s 1 a více rýhami či vráskami (Titlbachová 1967, s. 103). Během stárnutí dochází k profilaci lalůčků v důsledku vzniku kožních vrásek (Dokládal 1955, s. 45). V utváření profilace ušního lalůčku nebyl zjištěn pohlavní dimorfismus, individuální stranová asymetrie zjištěna byla (7,5%) (Šťouračová 1992, s. 37). Škála představuje lalůček hladký a lalůček s rýhou. 68

69 Škála znaku 26 Profilace ušního lalůčku Lalůček hladký (1), lalůček profilovaný rýhou (2) Znak 27: Tloušťka ušního lalůčku Ušní lalůček je kožní řasa s vysokým podílem tukové tkáně (Dokládal 1955, s. 38). Podle tloušťky této řasy lze rozlišit lalůček tenký, střední a tlustý. Tyto 3 stupně jsou vyobrazeny na následující škále. Fotografie z profilu prezentují tento znak lépe než fotografie zachycující ušní boltec zezadu, tloušťka lalůčku je na nich lépe znatelná. Škála znaku 27 Tloušťka ušního lalůčku Lalůček tenký (1), střední (2), tlustý (3) Znak 28: Postavení ušního lalůčku Lalůček může být postaven souběžně s rovinou boltce nebo se může vyklánět mediálním nebo laterálním směrem. Míra a směr tohoto vyklonění určují postavení lalůčku vzhledem k rovině boltce. Postavení lalůčku lze z fotografie určit jen při zachycení boltce z určitého úhlu, nejlépe z norma frontalis. Následující škála představuje 4 možné způsoby postavení ušního lalůčku vzhledem k boltci projevující se na fotografii zezadu. 69

70 Škála znaku 28 Postavení ušního lalůčku Lalůček vykloněný mediálním směrem (1), v rovině boltce (2) lalůček mírně vykloněný laterálním směrem (3), lalůček vykloněný laterálním směrem (4) Znak 29: Individuální markanty Individuální znaky jsou specifické, v populaci velmi málo frekventované nebo pro jedince zcela unikátní. Lze je dělit na znaky vrozené a získané. Vrozeným individuálním znakem ušního boltce může být např. rozštěpený lalůček (colomba lobuli). Získané individuální znaky ušního boltce mohou být patologické, např. různé kožní choroby, choroby chrupavky zevního ucha, jizvy; uměle získané, např. tetování, piercing; nebo vyvíjející se, např. kožní vrásky, některá mateřská znaménka (Ninger 1946, s. 80; Eliášová 2006, s. 50). Škála uvádí jen nejčastěji zastoupené příklady individuálně identifikujících markantů ušního boltce, tedy mateřská znaménka a propíchnuté ušní lalůčky s případnou náušnicí. Číslice tedy na rozdíl od předešlých znaků nelze chápat jako gradient. Škála znaku 29 Individuální markanty ušního boltce Mateřská znaménka na anthelixu (1), jizvička nebo otvor po propíchnutí ušního lalůčku (2), náušnice v ušním lalůčku (3) 70

71 Test spolehlivosti škál znaků Pro testování spolehlivosti výše definovaných škál znaků ušního boltce bylo použito 15 vybraných fotografií, které pocházely ze stejného souboru jako fotografie použité k vytvoření škál. Žádná z fotografií nebyla použita zároveň pro definici škál a test spolehlivosti, pro testování byly náhodně vybrány fotografie nové. Vybráno bylo 7 levých a 8 pravých ušních boltců. Morfoskopické vyhodnocení probíhalo zařazením každé z 15 vybraných fotografií ušního boltce do všech 29 definovaných škál. Na každé fotografii tak bylo hodnoceno 29 znaků. Pro stanovení stupně některých znaků bylo třeba také metrické zhodnocení, pro které jsem použila pravítko s milimetrovou stupnicí. Hodnocení bylo provedeno dvakrát s odstupem dvou dnů. Tato dvě hodnocení zobrazují tabulky 1 a 2. Tabulka 1 První morfoskopické hodnocení stupeň vývoje znaku / celkový počet stupňů pro daný znak Číslo jedince (ucha) Přiléhání boltce Proporcionalita boltce Celkový tvar boltce Reliéf boltce Relativní šířka boltce Délka spirálovitého zavinutí helixu Šířka helixu Způsob zavinutí helixu Přechod helixu v krajinu spánkovou Stupeň vytvoření tuberculum auriculae Délka crus helicis Vytvoření crus anthelicis sup. Výška cymba conchae Počet hrbolů tragu Tvar tragu Stupeň vytvoření tragu Tvar anitragu Stupeň vytvoření antitragu Přechod kraniálního konce antitragu Hloubka incisura intertragica Šířka incisura intertragica Tvar incisura intertragica Stupeň vytvoření lalůčku Úhel úponu lalůčku Přirůstání lalůčku Profilace lalůčku Tloušťka lalůčku Postavení lalůčku Individuální markanty 1 2/4 2/3 2/4 3/4 1/4 5/5 2/3 1/2 2/3 1/3 3/4 3/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 2/5 1/2 3/4 5/6 3/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 1/2 2 2/4 3/3 1/4 3/4 3/4 3/5 2/3 1/2 3/3 2/3 3/4 4/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 2/5 1/2 2/4 6/6 3/3 1/4 4/5 1/5 1/2 2/3 2/4 2/2 3 3/4 3/3 1/4 3/4 2/4 3/5 2/3 1/2 2/3 2/3 4/4 3/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 3/5 1/2 3/4 5/6 3/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 1/4 1/2 4 2/4 2/3 3/4 3/4 1/4 5/5 2/3 1/2 2/3 1/3 4/4 3/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 3/5 2/2 3/4 5/6 3/3 2/4 2/5 4/5 1/2 2/3 2/4 2/2 5 3/4 3/3 2/4 2/4 3/4 1/5 2/3 1/2 2/3 1/3 2/4 1/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 2/5 1/2 2/4 4/6 3/3 2/4 2/5 3/5 1/2 2/3 2/4 1/2 6 2/4 2/3 2/4 2/4 3/4 1/5 2/3 1/2 2/3 1/3 3/4 2/5 2/3 1/3 1/3 2/3 2/3 2/5 1/2 3/4 3/6 3/3 3/4 3/5 3/5 1/2 2/3 3/4 2/2 7 2/4 3/3 1/4 2/4 2/4 3/5 1/3 1/2 2/3 1/3 2/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 1/3 2/5 1/2 2/4 3/6 2/3 2/4 3/5 3/5 1/2 2/3 3/4 1/2 8 3/4 3/3 1/4 2/4 1/4 3/5 2/3 2/2 2/3 1/3 2/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 3/5 1/2 3/4 4/6 3/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 2/2 9 3/4 3/3 1/4 2/4 1/4 2/5 2/3 1/2 2/3 1/3 1/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 4/5 2/2 4/4 2/6 2/3 1/4 4/5 1/5 1/2 2/3 2/4 1/2 10 2/4 3/3 3/4 2/4 1/4 2/5 2/3 1/2 2/3 3/3 1/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 3/5 1/2 4/4 4/6 2/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 1/2 11 1/4 3/3 1/4 3/4 2/4 4/5 2/3 1/2 3/3 1/3 2/4 3/5 2/3 1/3 3/3 1/3 3/3 4/5 1/2 3/4 4/6 1/3 2/4 3/5 3/5 1/2 2/3 2/4 2/2 12 1/4 3/3 1/4 3/4 2/4 4/5 2/3 1/2 2/3 1/3 3/4 3/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 4/5 2/2 3/4 4/6 3/3 2/4 3/5 3/5 1/2 2/3 2/4 2/2 13 2/4 3/3 1/4 2/4 1/4 2/5 1/3 1/2 2/3 2/3 2/4 2/5 2/3 1/3 1/3 2/3 2/3 2/5 1/2 3/4 4/6 3/3 1/4 4/5 1/5 1/2 1/3 2/4 2/2 14 2/4 3/3 1/4 3/4 1/4 3/5 2/3 1/2 2/3 2/3 3/4 4/5 2/3 1/3 2/3 2/3 3/3 3/5 1/2 3/4 4/6 2/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 2/2 15 3/4 2/3 1/4 4/4 1/4 2/5 1/3 2/2 3/3 2/3 2/4 4/5 2/3 1/3 2/3 2/3 1/3 1/5 1/2 1/4 5/6 3/3 2/4 4/5 1/5 1/2 1/3 2/4 1/2 71

72 Tabulka 2 Druhé morfoskopické hodnocení stupeň vývoje znaku / celkový počet stupňů pro daný znak Číslo jedince (ucha) Přiléhání boltce Proporcionalita boltce Celkový tvar boltce Reliéf boltce Relativní šířka boltce Délka spirálovitého zavinutí helixu Šířka helixu Způsob zavinutí helixu Přechod helixu v krajinu spánkovou Stupeň vytvoření tuberculum auriculae Délka crus helicis Vytvoření crus anthelicis sup. Výška cymba conchae Počet hrbolů tragu Tvar tragu Stupeň vytvoření tragu Tvar anitragu Stupeň vytvoření antitragu Přechod kraniálního konce antitragu Hloubka incisura intertragica Šířka incisura intertragica Tvar incisura intertragica Stupeň vytvoření lalůčku Úhel úponu lalůčku Přirůstání lalůčku Profilace lalůčku Tloušťka lalůčku Postavení lalůčku Individuální markanty 1 2/4 2/3 2/4 3/4 1/4 5/5 2/3 1/2 2/3 1/3 3/4 3/5 2/3 1/3 2/3 2/3 1/3 2/5 1/2 3/4 5/6 3/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 1/2 2 3/4 3/3 1/4 3/4 3/4 3/5 2/3 1/2 2/3 2/3 3/4 4/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 2/5 1/2 2/4 5/6 3/3 1/4 4/5 1/5 1/2 2/3 2/4 2/2 3 2/4 3/3 1/4 2/4 2/4 3/5 2/3 1/2 2/3 2/3 4/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 3/5 2/2 3/4 4/6 3/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 3/4 1/2 4 2/4 3/3 3/4 3/4 1/4 5/5 2/3 1/2 2/3 1/3 4/4 3/5 2/3 1/3 2/3 2/3 3/3 3/5 2/2 3/4 5/6 2/3 2/4 2/5 3/5 1/2 2/3 2/4 2/2 5 3/4 3/3 2/4 1/4 3/4 1/5 2/3 1/2 2/3 1/3 2/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 2/5 1/2 2/4 3/6 2/3 2/4 2/5 3/5 1/2 2/3 2/4 1/2 6 3/4 2/3 2/4 2/4 3/4 2/5 2/3 2/2 2/3 1/3 2/4 2/5 2/3 1/3 1/3 2/3 2/3 3/5 1/2 2/4 3/6 2/3 3/4 3/5 2/5 1/2 2/3 3/4 2/2 7 2/4 3/3 1/4 2/4 2/4 3/5 1/3 1/2 3/3 2/3 2/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 2/5 1/2 2/4 3/6 3/3 2/4 3/5 3/5 1/2 3/3 3/4 1/2 8 2/4 3/3 1/4 2/4 1/4 4/5 2/3 2/2 2/3 1/3 2/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 3/5 1/2 2/4 3/6 3/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 2/2 9 2/4 3/3 1/4 2/4 1/4 2/5 2/3 1/2 2/3 1/3 1/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 3/5 1/2 3/4 2/6 2/3 1/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 1/2 10 2/4 2/3 1/4 2/4 1/4 2/5 3/3 1/2 2/3 3/3 1/4 2/5 2/3 1/3 2/3 2/3 2/3 3/5 1/2 4/4 4/6 2/3 1/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 1/2 11 1/4 3/3 1/4 2/4 3/4 5/5 2/3 1/2 2/3 1/3 2/4 3/5 2/3 1/3 2/3 2/3 3/3 4/5 1/2 2/4 4/6 2/3 2/4 3/5 3/5 1/2 2/3 2/4 2/2 12 1/4 3/3 1/4 2/4 3/4 5/5 2/3 1/2 2/3 1/3 2/4 3/5 2/3 1/3 1/3 2/3 2/3 4/5 2/2 2/4 5/6 3/3 2/4 3/5 3/5 1/2 2/3 2/4 2/2 13 3/4 3/3 1/4 2/4 1/4 2/5 1/3 1/2 2/3 1/3 2/4 2/5 2/3 1/3 1/3 2/3 2/3 2/5 1/2 2/4 4/6 1/3 1/4 4/5 1/5 1/2 1/3 3/4 2/2 14 3/4 3/3 1/4 3/4 1/4 3/5 2/3 1/2 2/3 2/3 3/4 4/5 2/3 1/3 2/3 2/3 3/3 3/5 1/2 3/4 4/6 2/3 2/4 3/5 2/5 1/2 2/3 2/4 2/2 15 2/4 2/3 1/4 4/4 1/4 4/5 1/3 2/2 3/3 2/3 2/4 4/5 2/3 1/3 2/3 2/3 1/3 1/5 1/2 2/4 4/6 3/3 2/4 4/5 1/5 1/2 1/3 2/4 1/2 Výsledky obou hodnocení byly srovnány. Tabulka 3 zobrazuje absolutní hodnotu rozdílu prvního a druhého hodnocení pro každý znak, která byla základem pro výpočet relativní spolehlivosti znaku. Relativní spolehlivost (rs) daného znaku byla vypočtena jako jedna patnáctina sumy absolutních hodnot všech 15 pozorování pro daný znak dělené počtem stupňů škály: rs = 1/15 ( abs. hodnot rozdílů obou nezávislých pozorování / počet stupňů škály). Relativní spolehlivost jednotlivých znaků je uvedena v tabulce 3. Čím více se hodnota relativní spolehlivosti blíží nule (čím je rozdíl mezi prvním a druhým hodnocením menší), tím je relativní spolehlivost větší. 72

73 Tabulka 3 Rozdíl hodnocení a výpočet relativní spolehlivost znaku Podle hodnoty relativní spolehlivosti, která vychází ze srovnání prvního a druhého hodnocení, lze škály znaků rozdělit na spolehlivé pro využití k účelům identifikace (rs 0,01), relativně spolehlivé (0,01 < rs 0,05) a nespolehlivé (rs > 0,05). Z tab. 3. vyplývá, že ke spolehlivým škálám znaků pro využití k identifikaci jedince patří: Výška cymba conchae (rs = 0) Počet hrbolů tragu (rs = 0) Profilace lalůčku (rs = 0) Individuální markanty (rs = 0) Mezi relativně spolehlivé znaky patří: Proporcionalita boltce (rs = 0,04) Celkový tvar boltce (rs= 0,03) Relativní šířka boltce (rs = 0,03) Šířka helixu (rs = 0,02) 73

74 Způsob zavinutí helixu (rs = 0,03) Stupeň vytvoření tuberculum auriculae (rs = 0,04) Délka crus helicis (rs = 0,03) Vytvoření crus anthelicis superius (rs = 0,03) Tvar tragu (rs = 0,04) Stupeň vytvoření tragu (rs = 0,02) Stupeň vytvoření antitragu (rs = 0,03) Stupeň vytvoření lalůčku (rs = 0,02) Úhel úponu lalůčku (rs = 0,013) Přirůstání lalůčku (rs = 0,04) Tloušťka lalůčku (rs = 0,02) Postavení lalůčku (rs = 0,05) K nespolehlivým škálám znaků lze zařadit: Přiléhání boltce (rs = 0,13) Reliéf boltce (rs = 0,07) Délka spirálovitého zavinutí helixu (rs = 0,08) Přechod helixu v krajinu spánkovou (rs = 0,07) Tvar anitragu (rs = 0,07) Přechod kraniálního konce antitragu v kmen anthelixu (rs = 0,07) Hloubka incisura intertragica (rs = 0,12) Šířka incisura intertragica (rs = 0,07) Tvar incisura intertragica (rs = 0,16 Definované znaky lze rozdělit do dvou skupin podle toho, zda se daný znak vlivem stárnutí mění (A) nebo nemění (N). Toto rozdělení je také zahrnuto do tabulky 3. Znaky, které jsou stálé a nemění se vlivem stárnutí, mají vyšší výpovědní hodnotu než znaky, které změnám vlivem stárnutí podléhají. Znaky, u kterých nebyla proměnlivost s věkem zkoumána nebo je sporná a nelze na ni ani příliš usuzovat jsou označeny N/A. 74

75 8. Diskuze Fotografický materiál, který jsem měla k dispozici pro vytvoření škál jednotlivých znaků a následné testování spolehlivosti definovaných škál, nebyl příliš kvalitní. Jednalo se o snímky pořízené v roce 1965 až 1968 a vyhotovené v roce Metodika fotografování je nestandardizovaná a s fotografiemi se tudíž těžko pracuje. Pro sestavení všech 29 škál o dvou až šesti stupních jsem měla k dispozici 68 fotografií 34 jedinců (každý jedinec pravé a levé ucho). Takovýto soubor nevyjadřuje celkové rozložení variability jednotlivých znaků v populaci, rozdíly v jednotlivých škálách jsou tedy menší, než by byly při zpracovávání většího souboru fotografií. Následné zařazování 15 hodnocených fotografií do jednotlivých škál znaků tak mohlo být ovlivněno malými rozdíly mezi jednotlivými stupni znaku. U některých fotografií bylo vlivem špatné kvality nebo zachycení ušního boltce z nestandardního úhlu zařazení do škály sporné. Výsledek vyhodnocování mohl být negativně ovlivněn u různých znaků různými faktory. Některé z nich jsou diskutovány níže. Určování aurikulotemporálního úhlu na základě fotografie ušního boltce zezadu je pro určování identity jedince nespolehlivé. Škála znaku Přiléhání ušního boltce (rs = 0,13) by proto měla být pouze orientační, nikoliv směrodatná. Lepších výsledků by bylo možno dosáhnout také přesnější definicí škály tohoto znaku. Škály znaků Hloubka incisura intertragica (rs = 0,12), Šířka incisura intertragica (rs = 0,07) a Reliéf ušního boltce (rs = 0,07) zahrnují více variet, než lze na základě morfoskopického srovnání efektivně využít. Vyšší počet stupňů tak zvyšuje chybovost při identifikaci. Spolehlivost škál by tedy mohla být vyšší v případě snížení počtu stupňů. Zajímavé je srovnání rozdílu vyhodnocení znaků Reliéfu ušního boltce (rs = 0,07) a Stupně vytvoření crus anthelicis superius (rs = 0,03), kdy jsou znaky hodnoceny na základě podobných kritérií. Zatímco v případě Stupně vytvoření crus anthelicis superius se hodnotí utváření jednoho útvaru, Reliéf boltce je posuzován na základě zobecněného utváření všech útvarů boltce. Jelikož tyto útvary nejsou explicitně vyjmenovány, může být zařazení do jednotlivých kategorií díky tomuto zobecnění sporné. Znak by měl sloužit opět jen jako orientační, jeho výpovědní hodnota je nižší. Tvar incisura intertragica (rs = 0,16) a Tvar antitragu (rs = 0,07) jsou považovány za znaky s věkem neměnné, a proto pro určování identity vhodné a spolehlivé. Prokázání těchto 75

76 dvou znaků jako nespolehlivých bylo tedy zřejmě způsobeno nepřesností při hodnocení. Doporučila bych proto jednotlivé stupně znaků přesněji definovat a definice striktně dodržovat. Škála znaku Přechod helixu v krajinu spánkovou (rs = 0,07) je dle mého názoru pro určování identity použitelná, vysoká chybovost byla způsobena nekvalitním fotografickým materiálem. Přechod helixu v krajinu spánkovou je totiž v mnoha případech zakryt vlasy, nelze jej proto vždy přesně vyhodnotit. V případě nestandardního zachycení objektu, kdy znak lze určit jen těžko, by se hodnocení nemělo provádět. Podobně také znaky škál Přechod kraniálního konce antitragu v kmen anthelixu (rs = 0,07), Tvar tragu (rs = 0,04) a Stupeň vytvoření antitragu (rs = 0,03) jsou považovány za znaky stálé, s věkem neměnné. Na fotografii špatné kvality však tyto znaky nelze vždy spolehlivě určit a chybovost při identifikaci podle těchto znaků se zvyšuje. Chybovost určování podle škály znaku Proporcionalita boltce (rs = 0,04) by mohla být minimalizována přesnějším definováním jednotlivých kategorií. Problém nastal při určování souměrného typu boltce, kdy nebylo jasné, zda do této kategorie zařadit i uši s minimální odchylkou od zcela souměrného boltce nebo tyto uši zařadit již k jinému typu boltce. Vzhledem k tomu, že boltec je v praxi zřídkakdy zachycen v norma lateralis, bych doporučovala zavést určitou toleranci v určování proporcionality boltce, jejíž rozmezí by bylo přesně definováno. Rozdíl v hodnocení znaku škály Celkový tvar boltce (rs = 0,03) byl způsoben nedostatečným definováním nepravidelného tvaru boltce. Silně vytvořené tuberculum auriculae ovlivňující svým vysokým stupněm vytvoření jinak pravidelný oválný tvar způsobil zařazení ucha pokaždé do jiné kategorie. Škála by mohla být doplněna o příklady boltců, které se různým způsobem vymykají pravidelnému tvaru, aby byla pravděpodobnost dezinterpretace určování tohoto znaku minimalizována. Rozdíl ve vyhodnocení Relativní šířky boltce (rs = 0,03) a Přirůstání lalůčku (rs = 0,04) mohl být způsoben nevhodnou metodikou. Pro metrické vyhodnocení znaků, které toto vyžadují, by bylo vhodné využít specializovaného programu, který jsem však neměla k dispozici. Znaky považuji za poměrně spolehlivé. Rozdíl ve vyhodnocení znaku Stupeň vytvoření tuberculum auriculae (rs = 0,04) byl způsoben zaměněním dobře a špatně vytvořeného hrbolku. Stupeň vytvoření by mohl být přesněji definován, např. poměrným vyjádřením k šířce helixu. 76

77 Škála Postavení lalůčku (rs = 0,05) by mohla být doplněna o snímky uší vyfocené z různých úhlů, a to jak v rámci téhož ucha, tak i v každé varietě tohoto znaku. Způsob zavinutí helixu (rs = 0,03) je znak s věkem neměnný, jeho výpovědní hodnota je dle mého názoru vysoká. Rozdíl v hodnocení byl způsoben jedním chybným zařazením, je tedy otázkou, jak by testování dopadlo na větším souboru než jen na 15 vzorcích. Z výsledků hodnocení spolehlivosti definovaných škál znaků ušního boltce pro využití v morfoskopické analýze vyplynuly některé nedostatky a následně doporučení, jak by tyto nedostatky mohly být odstraněny: některé znaky nejsou definovány zcela explicitně, jejich určování je tudíž sporné u některých znaků s relativně vyšším počtem variet by bylo vhodné některé variety odebrat, čímž by bylo určování usnadněno a relativní spolehlivost znaku by vzrostla škály některých znaků by bylo vhodné rozšířit, a to nikoliv o počet stupňů, ale o další příklady některých variet znaků ty znaky, jejichž určení je vzhledem ke špatné kvalitě fotografie sporné a nejasné, by měly být z hodnocení dané fotografie vyloučeny znaky, které vyžadují metrické hodnocení, by měly být hodnoceny specializovanými nástroji škály by mohly být na základě jejich spolehlivosti rozděleny na směrodatné a orientační, směrodatné by měly jinou výpovědní hodnotu znaku než škály orientační testovací soubor by měl obsahovat fotografie, podle kterých je určování jednotlivých znaků na různých fotografiích přibližně stejně obtížné (ideálně fotografie standardizované), v jiném případě je hodnota znaku zkreslená testovací soubor by měl obsahovat více než 15 fotografií Další práce v oblasti testování využití metod morfoskopické analýzy by měla tyto nedostatky minimalizovat, protože jen zajištěním optimálních postupů lze efektivně morfoskopicky vyhodnocovat i fotografie pořízené za neoptimálních podmínek. 77

78 9. Závěr Využití biometrických identifikačních metod má v současné době vzestupnou tendenci. Progresivní vývoj informačních technologií zásadně ovlivnil rozvoj v oblasti zpracování biometrických dat. Byly vytvořeny různé automatizované systémy, které značně přispěly efektivitě biometrické identifikace. Ušní boltec, který nevykazuje takovou variabilitu vlivem mimického projevu, stárnutí nebo kosmetických úprav jako obličej, je důležitým objektem jednoznačné identifikace osob, zvláště pak při identifikaci pasivní. V porovnání s invazivnějšími biometrickými technologiemi, jako je sken sítnice, otisk prstu apod., je sběr vstupních dat výhodný. Ušní boltec má vysoký potenciál jako identifikační prvek zvláště v multimodálních biometrických systémech, které umožňují sloučení dvou nebo více biometrických charakteristik, a tak se stávají spolehlivějšími. Nejvyužívanější metodou při určování identity jedince podle ušního boltce je komparace snímků boltce. Pro zpracování snímků ušního boltce pomocí automatických biometrických systémů je důležité mít k dispozici kvalitní fotografický materiál. Tento předpoklad však v praxi často není splněn. Z tohoto důvodu se přistupuje k morfoskopické analýze, která dosud nebyla nahrazena žádným automatizovaným systémem. Aby bylo určování identity na základě nekvalitního fotografického materiálu efektivní, je nutné se flexibilně přizpůsobovat podmínkám, se kterými se v praxi běžně setkáváme. Základem pro využití morfoskopického zkoumání ušního boltce je proto vytvoření standardizovaných a přesně definovaných postupů a jejich zdokonalování pro efektivní vyhodnocování znaků ušního boltce, k čemuž jsem se pokusila nepatrně přispět. Výstupem mé práce je zhodnocení problémů, na které je možno při morfoskopické analýze narazit, a které je nutné pro efektivní proces identifikace minimalizovat. Dále byla posouzena vhodnost jednotlivých znaků pro využití k identifikačním účelům. Nejdůležitější poznatky praktické části mé práce jsou následující: 1) znaky ušního boltce musí být definovány zcela explicitně; 2) škály znaků je vhodné doplnit o příklady variet některých znaků; 3) počet stupňů v některých škálách by měl být přehodnocen; 4) hodnocení znaků, které je z různých důvodů sporné, by se nemělo provádět; 5) metrické hodnocení by se mělo provádět pomocí specializovaných nástrojů; 78

79 6) testování by mělo probíhat na fotografiích stejné, v ideálním případě standardizované kvality; 7) testovací soubor by měl být sestaven z více než 15 fotografií, s velikostí souboru spolehlivost výsledků testování roste, je tím oddělena spolehlivost výsledků daná explicitním definováním znaku a kvalitou škály reflektující reálnou variabilitu v populaci od spolehlivosti dané vlastnostmi samotných znaků podle jejich vhodnosti (neměnnosti, jedinečnosti a popsatelnosti) pro identifikační účely; 8) pro testování dalších postupů je nutné vytvořit dostatečně velkou databázi snímků, které by reflektovaly komplexní rozložení variability znaků ušního boltce v populaci. Ušní boltec má jako objekt individuální identifikace široké možnosti využití, zároveň je však nutné jednotlivé identifikační postupy neustále optimalizovat. 79

80 10. O autorce Petra Škvarnová (* ) pochází z Brna, kde v roce 2004 absolvovala Gymnázium Matyáše Lercha. Z touhy po poodhalování tajů spjatých s biologií člověka se přihlásila na obor antropologie Přírodovědecké fakulty MU, který jí otevřel mj. svět kýžených biologických a netušených sociokulturních obzorů o člověku, které doufá dále rozšiřovat. V současnosti ji můžete potkat také na Pedagogické fakultě MU, kam se ze zájmu o studium německého jazyka přihlásila. 80