Drvivá väčšina z nás používa konce prstov na odomykanie obrazovky telefónov či tabletov. Využívame ich na uchopovanie vecí a preskúmanie povrchov. Často nevedomky pritom zanechávame odtlačky prstov prakticky na všetkom, na čo naša ruka kedy siahla. No tieto nenápadné markery našej identity sú oveľa viac než len nástrojmi na moderné technológie či stopy pre kriminalistov. Jedinečnosť odtlačkov prstov má veľkú úlohu v populačnom výskume a ich formovanie v maternici skrýva kľúče k pochopeniu komplexných procesov ľudského vývoja. Pozrime sa na jedinečnosť odtlačkov prstov a ich úlohu v populačnom výskume, ako aj na ich prekvapujúce spojenia so zdravím a neurovývojom.
Jedinečnosť a trvácnosť odtlačkov prstov: Nezameniteľná pečať identity
Odtlačky prstov sú dlhé roky považované za jednu z najspoľahlivejších foriem identifikácie. V kriminalistickej praxi, kde slúžia na individuálnu identifikáciu osôb, majú odtlačky prstov svoje nezastupiteľné miesto už vyše 170 rokov. Často sú označované ako jedinečné a práve táto ich vlastnosť z nich urobila nezameniteľnú kriminalistickú stopu. Ale ich jedinečnosť presahuje bežné chápanie. Sú jedinečné nielen u každého jedinca, ale sú jedinečné pre každý prst, čo na prvý pohľad nemusí byť voľným okom viditeľné.
Existuje však veľmi vzácna výnimka - ľudia s takzvanou adermatoglyfiou, ktorá je spôsobená mutáciou v géne SMARCAD1. Spomínaná mutácia je tak vzácna, že bola doposiaľ popísaná len u piatich rodín. Pre problémy pri vycestovaní do USA, pri ktorom sa vyžaduje odtlačok prsta, bola označená aj ako „Immigration delay disease“. Okrem administratívnych a technických problémov však nie je sprevádzaná žiadnymi zdravotnými ťažkosťami. U jedincov s adermatoglyfiou možno pozorovať len znížené množstvo potných pórov na končekoch prstov. Väčšina z nás, ktorí nie sme nositeľmi tejto mutácie, má 20 unikátnych odtlačkov (prstov rúk a nôh) a to počnúc 24. týždňom intrauterinného vývinu až po smrť. Túto neuveriteľnú stabilitu dokázali nezávisle na sebe Sir William J. Herschel a antropológ profesor Alan Cyril Walker sledovaním odtlačkov prstov s časovými odstupmi. Výsledky veľkej štúdie z roku 2015 navyše potvrdili, že odtlačky prstov sú stabilné počas celého života.
Stabilita a trvácnosť odtlačkov prstov spočíva v ich hlbokom zakotvení v koži. Hrebene odtlačkov sú viditeľné na povrchu kože, ale ich vzory sú zakódované ešte pod jej povrchom. Práve preto sú odtlačky prstov pre každého jednotlivca úplne unikátne a existujú už pred narodením. Dokonca aj pri vážnych poraneniach kože sa odtlačky môžu navrátiť, keď sa koža zahojí, hoci môže zostať jazva. Toto hlboké kódovanie vzorov je kľúčové pre ich nezameniteľnosť a stálosť, čo ich robí neprekonateľným nástrojom identifikácie.
Záhadný proces formovania: Od embrya po jedinečný vzor
Odtlačky prstov, tie malé ryhy na končekoch prstov, ktoré nás sprevádzajú celým životom, majú fascinujúcu pôvodnú povahu. Tento úžasný proces začína už počas embryonálneho vývoja. Keď sa plod začne vyvíjať, jeho koža je ešte hladká. Avšak asi po 10. týždňoch, sa začína hlbšia vrstva kože, nazývaná bazálna vrstva, rýchlejšie rozrastať ako vrstvy nad ňou. Tento rýchly rast spôsobuje zvrásnenie a zhlukovanie spodnej vrstvy pod vonkajšou a tým vytvára charakteristické záhyby. Približne v 10. týždni tehotenstva sa už začínajú formovať unikátne odtlačky prstov. S postupom času sa tieto záhyby prenášajú aj na povrchové vrstvy kože a približne v 17. týždni tehotenstva sú odtlačky prstov plne sformované. Svoju finálnu podobu dosiahnu pred 24. týždňom gravidity. Po tomto období sú už prakticky nezmeniteľné a sprevádzajú jedinca až do smrti. Obdobie do 24. týždňa tehotenstva je obdobím, kedy sú odtlačky prstov relatívne „formovateľné“ - skôr v negatívnom zmysle, a kedy môže dochádzať k trvalým zmenám v ich tvare a priebehu.
Samotný vývin odtlačkov prstov je však nezvratný proces, ktorý nezastaví ani vývinový stres plodu. Takže distorzie/skreslenia alebo zmeny nastávajú predovšetkým v dôsledku nevyváženej rýchlosti rastu (obdobia príliš rýchleho rastu plodu striedajú obdobia pomalšej vývinovej rýchlosti). Hrebene sú práve tým, čo určuje, aké a koľko ďalších detailov bude pozorovateľných v odtlačku prsta po narodení. Vidíme ich aj voľným okom a dali by sa laicky opísať ako „čiary, ktoré sa v priebehu odtlačku rôznym smerom točia a ohýbajú“. Čo však voľným okom nevidíme, sú drobné detaily v priebehu týchto „čiar“… a sú to práve ony, ktoré zabezpečujú jedinečnosť každého odtlačku a v kriminalistike zhodu či odhalenie potenciálneho páchateľa. Ak by sme chceli ísť ešte hlbšie do detailu pri opise odtlačkov, v populačných štúdiách možno hodnotiť dokonca početnosť potných pórov, ktoré vyúsťujú na povrch línií, ich tvar a hustotu.
Prvé pokusy definovať spôsob, ako vlastne k utváraniu odtlačkov dochádza, siahajú hlboko do histórie vedy. Jednu z prvých hypotéz, ktorá sa snaží definovať tento proces, vyslovili doktori Arthur Kollmann (Nemec) a Kristine Bonnevie (Nórka). Hypotéza berie do úvahy pôsobenie rôznych síl, tlakov a napätia, čo určuje, ktorým smerom sa daný odtlačok bude vyvíjať. Bolo to už v roku 1924, keď Kristine Bonnevie popísala, že sú bazálne epidermálne bunky vystavené mechanickej sile počas vývinu. Túto teóriu neskôr popularizoval doktor Harold Cummins (Američan), ktorý odhalil súvislosť medzi geometriou ruky a typom odtlačku a to, že tento vzťah je definovaný rastovými silami pôsobiacimi na kožu plodu. Tieto mechanické sily sú tak komplexné a individuálne, že v dôsledku všetkých tlakov pôsobiacich na bunky, ktoré vytvárajú primárny odtlačok, ani jednovaječné dvojčatá nemajú identické odtlačky prstov. V roku 2013 dokonca vznikol prvý matematický model demonštrujúci vplyv stresových faktorov (tlaku) na vývin odtlačkov prstov rúk a nôh, čo potvrdzuje zložitosť tohto procesu.
Faktory ovplyvňujúce vývin odtlačkov: Genetika a prostredie
Hoci odtlačky prstov sú jedinečné pre každého jednotlivca, do procesu ich formovania vstupuje množstvo faktorov, z ktorých je relatívne konštantný iba jeden - genetická predispozícia. Aj keď odtlačky prstov nikdy nededíme priamo, niečo od rodičov predsa len dedíme - veľkosť a tvar brušiek prstov, respektíve ich kombináciu. Celkovú veľkosť a tvar odtlačkov prstov ovplyvňujú gény, ktoré získavame od našich rodičov. Preto je pravdepodobné, že zdieľame niektoré z týchto vzorov s našimi príbuznými.
Ako sa tvoria moje odtlačky prstov?
Okrem genetiky však zohrávajú úlohu aj mnohé negenetické faktory, ktoré môžu mať nepriamy vplyv na formovanie týchto jedinečných vzorov. Veľkosť volárnej podušky (predchodca bruška prsta) vzhľadom na prst je ovplyvnená práve týmito negenetickými faktormi. Diéta a chemické látky prijímané matkou, hladiny hormónov, úrovne žiarenia a akékoľvek ďalšie faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť rastu plodu v kritickom štádiu, môžu všetky nepriamo ovplyvniť počet hrebeňov vyvíjajúcich sa na papilárnom (kožnom) teréne prsta.
Viacero štúdií naznačuje, že práve plody mužského pohlavia sú voči tomuto rastovému stresu menej odolné, alebo majú zredukované kompenzačné mechanizmy. Teda nedokážu v priebehu vývinu „korigovať“ odchýlky od symetrie, a vývin neprebieha typicky, teda podľa plánu. Formovanie odtlačkov prstov je proces veľmi citlivý na rušivé vplyvy. V prípade, že sa plod nevie s týmito vplyvmi dobre vyrovnať, sú odtlačky prstov na pravej a ľavej ruke asymetrické. Táto asymetria sa nespája výlučne len s odtlačkami prstov, môže ísť o drobné odchýlky aj v iných telesných znakoch, ktoré voľným okom nemusia byť viditeľné. Ak bol plod počas vývinu vystavený napríklad infekcii, parazitom, toxínom prostredia, ak matka konzumovala alkohol, ale aj pri zvýšených teplotách, musel veľké množstvo energie vynaložiť na „boj“ s týmito nežiadúcimi vplyvmi.
Odtlačky prstov a spojitosť s neurovývinom: Biomarker pre budúcnosť?
Jedným z najfascinujúcejších aspektov výskumu odtlačkov prstov je ich hlboké spojenie s vývojom centrálneho nervového systému. Odtlačky prstov a mozog totiž vznikajú z rovnakej zárodočnej vrstvy. Keďže majú odtlačky prstov rovnaký pôvod ako mozog, prípadné odchýlky od typického vývinu sa prejavujú rovnako v odtlačkoch ako aj vo funkčnosti mozgu. Nie je to náhoda, že sa niektoré poruchy neurovývinu (ako autizmus), častejšie prejavujú práve u chlapcov. Jedným z dôvodov je odlišnosť vo vývine a hlavne v načasovaní vývinu mozgu. V rovnakom období, od 3. do 4. mesiaca tehotenstva, prekonáva mozog plodu veľké štrukturálne zmeny, lateralizujú sa hemisféry a je to obdobie náchylné na vznik abnormalít, ktoré sa neskôr prejavia napríklad ako schizofrénia.
Pri skúmaní psychických ochorení a porúch neurovývinu je už po dlhé roky snaha zaviesť rutinnú analýzu odtlačkov prstov a využiť ich ako takzvaný biomarker - biologický znak charakteristický pre určité ochorenie či poruchu. Predisponuje ich na toto predovšetkým spoločný embryonálny pôvod odtlačkov prstov a centrálnej nervovej sústavy, čiže mozgu. Snáď najpočetnejšie v tejto oblasti sú štúdie odtlačkov prstov u pacientov so schizofréniou, ktoré boli realizované aj na slovenskej populácii, a tiež výskum odtlačkov chlapcov s poruchou autistického spektra. Realizované boli aj štúdie na deťoch s poruchami zmyslového vnímania - poruchy zraku či sluchu. Analýza vzorov, ktoré papilárne línie vytvárajú, prenikla do klinickej praxe ako súčasť diagnostického procesu genetických abnormalít pri dedičných ochoreniach už v minulom storočí.
Celosvetovo zaznamenávame rýchly vzostup neurovývinových porúch spadajúcich pod poruchy autistického spektra, ktoré sa typicky prejavujú abnormálnym správaním. Ku vzniku poruchy dochádza ešte pred narodením, kedy vývin mozgu prebieha inak ako u zdravých jedincov. Navonok možno tieto abnormality sledovať jedine prostredníctvom správania dieťaťa. Táto porucha je však typická rôznou mierou závažnosti a tiež istými „špecifikami“ v správaní chlapcov a dievčat, takže nie všetky prejavy musia byť v rovnakej miere zastúpené u každého dieťaťa s poruchou autistického spektra. Diagnostika autizmu čelí výzve v zmysle týchto odlišností. Poruchy autistického spektra sú častejšie diagnostikované u chlapcov než u dievčat. Pomer chlapcov s touto poruchou v porovnaní s dievčatami, ktorý sa donedávna uvádzal, bol 4:1. Podľa najnovších údajov zo zahraničia už je 3:1.
Pochopiteľne, u veľmi malých detí vo veku batoľaťa nemusia byť všetky prejavy jednoznačné, preto by diagnostike, ktorá spočíva v psychologickom vyšetrení dieťaťa, do veľkej miery dopomohol určitý biomarker. Pod týmto pojmom rozumieme telesný znak, ktorého prítomnosť by jednoznačne svedčila o tom, že niekedy počas vývinu plodu došlo ku poruche v rámci formovania centrálnej nervovej sústavy. Biologický ukazovateľ by tak mohol urýchliť diagnostiku a pomôcť odhaliť túto poruchu v rannom veku, kedy ešte behaviorálne prejavy nie sú jednoznačné. Dobrý biologický ukazovateľ by mal byť telesný znak, ktorý sa formuje v rovnakom období ako sa u plodu vyvíja mozog a mal by poukazovať na odchýlky od normálneho vývinu, ktoré sa zachovali aj po narodení. Zároveň by tento znak mal byť počas rastu dieťaťa stabilný, teda nemeniť sa. Odtlačky prstov sa formujú zhruba od 7/8. týždňa gravidity a svoju finálnu podobu dosiahnu pred 24. týždňom. Dá sa povedať že už od štvrtého mesiaca vnútromaternicového života máme vytvorené unikátne odtlačky prstov, identické s tými, ktoré máme na prstoch po zvyšok života.
Predošlé, prevažne zahraničné štúdie, ktoré hľadali biomarkery tejto poruchy, nedošli k jednotným alebo presvedčivým záverom. Medzi tie známejšie patria tvrdenia o tom, že autistické deti majú ako batoľatá väčší priemer hlavičky (čo by zodpovedalo väčšiemu a ťažšiemu mozgu detí s autizmom), no tento znak nebol pozorovaný u všetkých detí, pretrvával iba v určitom veku a u mentálne retardovaných detí s autizmom bol naopak obvod hlavy menší ako u bežnej populácie. Ďalej bol skúmaný pomer dĺžky druhého a štvrtého prsta, ktorý je považovaný za biomarker zvýšených hladín testosterónu pôsobiaceho na plod. Skúma sa, či majú ľudia s touto poruchou dlhší štvrtý prst ako druhý. Podľa jednej z teórií sa zvýšené hladiny mužských hormónov, ktoré ovplyvňujú rast štvrtého prsta (prstenníka) môžu spájať so vznikom autizmu. Ukázalo sa, že kľúčové je obdobie v ktorom pohlavné hormóny pôsobili na plod a výsledky sú sporné.
Faktory, ktoré popri genetike zohrávajú úlohu pri vzniku autizmu sú potenciálne tie, ktoré spôsobujú asymetriu, ktorá sa dá detekovať cez odtlačky prstov a teoreticky tak mohli slúžiť ako biomarker. Na prstoch detí s autizmom sa skúma, či sa útvary na pravej a ľavej ruke zhodujú. Pozoruje sa, či sa napríklad na ukazováku pravej ruky vyskytuje ten istý útvar ako na ukazováku ľavej ruky. V prvom rade sa skúmajú prvostupňové detaily, to sú základné útvary, ktoré sú viditeľné aj voľným okom a ľahko ich rozlíši aj laik. Ak napríklad zistíte, že máte na palci pravej ruky iný útvar ako na palci ľavej ruky, je to síce považované za asymetriu, ale o tom, či máte neurovývinovú poruchu, to nemusí vypovedať absolútne nič. Z vedeckého hľadiska to môže znamenať napríklad len to, že ste možno počas vývinu boli vystavený rušivým vplyvom, s ktorými ste sa dobre vyrovnali. Ak sa u neurotypického (zdravého) jedinca vyskytne vysoká miera asymetrie, znamená to, že jeho organizmus bol schopný kompenzovať negatívny účinok istých faktorov. Tu je ale dôležité uvedomiť si, že neurovývinové poruchy aj autizmus sú geneticky podmienené, a to čo sa sleduje je iba vplyv prostredia na to, či sa porucha naozaj prejaví alebo nie. Stanovuje sa miera asymetrie, ktorá odzrkadľuje mieru rušivých vplyvov, ktorým bol plod vystavený, a aj jeho schopnosť vyrovnať sa s nimi. Doposiaľ sa podarilo zistiť, že u autistických chlapcov sú výrazne častejšie asymetrické útvary na prvom, treťom a piatom prste pravej a ľavej ruky. Porovnávali sa útvary na palci, prostredníku a malíčku autistických chlapcov s chlapcami bez neurovývinovej poruchy, a naozaj u chlapcov s poruchou sa asymetria ukázala práve na týchto troch prstoch. Chlapci ktorí nemali neurovývinovú poruchu boli teda, čo sa týka odtlačkov prstov, symetrickejší. Ako najsymetrickejší sa ukázali chlapci s intelektovým nadaním.
Zmeny papilárnych línií v priebehu života a ich význam
Hoci sú odtlačky prstov považované za stabilné, ich línie môžu podliehať určitým zmenám v priebehu života. Relatívne zmeny týchto línií súvisia iba s veľkostnými zmenami pokožky počas rastu a vývinu, s pohlavným dozrievaním a starnutím organizmu. Poškodenie línií znamená ich prerušenie. V dôsledku zranenia a opätovného vyhojenia vzniká jazva. Vzhľad papilárnych línií môže ovplyvniť aj tvorba vrások a takzvaných „bielych línií“, ktoré prichádzajú vekom, ale aj pri chronických ochoreniach či atopickom ekzéme. Častejší výskyt bielych línií bol zaznamenaný aj u ľudí s celiakiou, ľudí trpiacich zápalmi gastrointestinálneho traktu a narušenou črevnou mikroflórou. Tieto zmeny sú však, na rozdiel od zjazvenia, vratné a pri správnej liečbe chronického ochorenia dochádza aj k úplnému vymiznutiu bielych línií.
Okrem toho boli zistené odlišnosti v základnom vzore odtlačkov u pacientov s kosáčikovou anémiou, čo je genetické ochorenie, pri ktorom sa tvoria červené krvinky v tvare „kosáka“, pri psoriáze a epilepsii. Odtlačky prstov boli taktiež dávané do súvislosti s nádormi, vrodenými srdcovými anomáliami a tiež mentálnymi a intelektovými poruchami. Zaujímavým detailom je, že hrúbka samotných línií a ich hustota je pohlavne dimorfným znakom - líši sa u mužov a žien. U mužov možno pozorovať hrubšie línie už v chlapčenskom veku, čo ich robí dobrými adeptmi na výskum papilárneho (kožného) terénu, pretože tu menej často narážame na problém slabej kvality odtlačku spôsobenej odberom. Zhruba 14 týždňov starý plod má na bruškách prstov papilárne línie, ktoré sú zatiaľ len predchodcami definitívnych línií, ktoré mu „zostanú“ už do konca života a sú viditeľné aj istú dobu po smrti (závisí od spôsobu zachovania tela, či dôjde ku dekompozícii a podobne).
Daktyloskopia: Veda o jedinečnosti a jej výzvy
Daktyloskopia je veda, ktorá sa zaoberá skúmaním odtlačkov prstov človeka. Jej korene siahajú hlboko do histórie, kde pozostatky odtlačkov prstov boli nájdené už v rôznych hlinených nádobách zo starovekého Grécka. Táto veda je naozaj zaujímavá a je najobjektívnejšia a najhodnovernejšia, čo sa týka identifikácie páchateľov, poprípade nezvestných a mŕtvych. Možno ste vedeli, že ani jeden odtlačok prsta nie je totožný s nejakým iným. To znamená, že každý odtlačok je sám o sebe originálny. Na určenie zhody sa používajú rôzne klasifikačné systémy.
Existuje niekoľko klasifikácií odtlačkov prstov. Tá najjednoduchšia berie do úvahy len tri základné vzory - kľučku (slučka), vír a oblúčik. Tie zložitejšie členia základné útvary na viacero typov podľa orientácie alebo zložitosti. Kľučka je najčastejší typ, tvorí 60-65% všetkých odtlačkov, vír sa vyskytuje v 30-35% prípadov a oblúčik len v 5% populácie. Tieto základné typy, vychádzajúce z poznatkov FBI a určené laboratórnymi technikmi, sú základom pre ďalšie, detailnejšie analýzy. V roku 1853 boli odtlačky prstov oficiálne uznané v Európe ako jedinečné. Sir William J. Herschel, ktorý vo voľnom čase pracoval na výskume odtlačkov prstov, ich zbieral po celý svoj život a zistil, že sú naozaj unikátne u každého človeka, ktorému ich odobral. Všimol si aj to, že sa vôbec nemenia. Neskôr vedci zistili, že odtlačky nie sú významné len vďaka anatomickej štruktúre. To, že z latentne odobratého odtlačku je možné získať genetickú informáciu, sa ukázalo v roku 1997. S odtlačkom prstu na vzorke tiež zanechávame produkty potných žliaz a v nich zakonzervované epitelové bunky.
Napriek dlhým rokom výskumu sa však daktyloskopia stretáva s určitými výzvami. Prečo zostala veda za odtlačkami prstov po 170 rokoch neviditeľná a kam sa podeli výsledky všetkých tých štúdií? Možno to pripísať viacerým skutočnostiam. Závažným problémom pri populačných výskumoch je populačná špecifickosť odtlačkov. V každej populácii nájdeme odlišné zastúpenie základných vzorov a možno aj detailov. Populácia ako taká má geneticky definované znaky, ktoré môžu byť častejšie alebo zriedkavejšie zastúpené u jednotlivcov, ale ako celok sa ich frekvencia líši od inej, napríklad aj susednej populácie. Takže nie je možné realizovať výskumy, ktoré by nebrali do úvahy etnický pôvod a zistenia generalizovať a vztiahnuť ich na ktorúkoľvek inú populáciu sveta. Dajú sa však skúmať rozdiely medzi populáciami, pokiaľ nenarazíme na problém odlišnej klasifikácie odtlačkov prstov. Žiaľ, ani za 170 rokov výskumu sa nepodarilo zjednotiť klasifikačné metódy natoľko, aby boli dáta naprieč svetom porovnateľné. Prichádzame tak o značnú časť informácií, ktoré by pomohli objasniť pôvod niektorých vrodených porúch.
Odlišné pohľady a mýty o odtlačkoch prstov
V súvislosti s odtlačkami prstov existujú aj rôzne, niekedy protichodné, názory a teórie. Tradične sa verilo, že odtlačky prstov poskytujú trenie, ktoré pomáha rukám pri uchopení predmetov. Avšak nedávna štúdia priniesla zaujímavý obrat, naznačujúc, že ich primárna funkcia možno nie je v zlepšovaní úchopu. V súvislosti s tým vedci uvažujú o ďalších možnostiach. Môže byť, že odtlačky prstov zlepšujú hmatové vnímanie alebo poskytujú ochranu prstov pred zranením.
Napriek vedeckým poznatkom pretrvávajú aj mýty a nepodložené tvrdenia. Názory, že by odtlačky našich prstov súviseli s našou osobnosťou, inteligenciou a temperamentom, boli vždy popierané vedeckou komunitou. Takisto ako veštenie budúcnosti z dlane, poprípade charakteristika osobnosti podľa jednotlivých čiar na dlani, patria skôr do sféry poverčivosti. Napriek tomu sa nájdu priaznivci, ktorí veria, že spolu tieto veci súvisia. Zástancovia DMIT - dermatoglyfického inteligenčného testu, čo je vlastne test, kde sa na základe odtlačkov prstov dá vyvodiť istý ľudský potenciál, veria, že z odtlačkov prstov dokážeme určiť naše povahové vlastnosti. Stal sa veľmi populárnym najmä v ázijských krajinách. Hoci veda tieto tvrdenia nepodporuje, ilustruje to pretrvávajúci záujem ľudí o hľadanie hlbšieho významu v týchto jedinečných vzoroch. Napríklad, podľa Noela Jaquina, ktorý je priekopníkom vo veštení z dlaní, sú odtlačky v tvare slučiek znakom duševnej a citovej prispôsobivosti, s možnými nedostatkami v oblasti koncentrácie. Títo ľudia sú otvorení, pokojní, ochotní pomáhať ostatným a veľmi ľahko nadväzujú priateľské vzťahy, a to najmä vďaka svojim pozitívnym vlastnostiam. Často však bývajú „zasnení“ a môžu byť tak pod veľkým tlakom najmä v pracovnom živote. Takéto interpretácie však ostávajú mimo rámec vedecky podložených faktov o odtlačkoch prstov.
tags: #otlacky #prsta #pri #narodeni