Каждый рисунок на пальцах человека уникален

Дата публикации: 25 декабря 2019

Портал «Молодой Специалист узнал почему»

Устройства считывания отпечатков пальцев стали часто использоваться в системах безопасности банков, хранилищ, ноутбуках, смартфонах, терминалах и других внешних устройствах

Когда в 1910 году Томас Дженнингс попытался скрыться с места убийства, ему “посчастливилось” стать первым в истории человеком, который был пойман благодаря оставленным отпечаткам пальцев на высыхающих перилах рядом с домом. С тех пор дактилоскопия, которая представляет из себя способ идентификации человека благодаря неповторимому рисунку на коже, активно продолжает фигурировать в качестве важнейших доказательств в судебных расследованиях. Но, совершенно очевидно, что отпечатки пальцев существуют не ради занесения в общую базу данных полиции. Так почему же у человека существует папиллярные узоры на коже рук и какую биологическую роль они выполняют? Давайте попробуем разобраться в этом в данной статье.

Типы и виды папиллярных узоров

Папиллярные линии на ногтевых фалангах пальцев руки образуют различные по форме узоры. Их делят на 3 типа: дуговые, петлевые и завитковые: 

 Узоры каждого вида могут быть разных типов. Основные типы узоров: Дугового типа: простой, шатровый, ложнопетлевой. Петлевого типа: ульнарный (ножки петли направлены к мизинцу), радиальный (ножки петли направлены к большому пальцу), горизонтальная петля, вертикальная петля. Завиткового типа: 

Особенности (частные признаки) папиллярных узоров

Для осуществления идентификации человека по папиллярным узорам разделения их на типы и виды, конечно, не достаточно. При проведении сравнительной экспертизы узоры, одинаковые по типу и виду, исследуются на наличие повторяющихся фрагментов (особенностей, частных признаков) папиллярного узора, расположенных у исследуемых следов в одинаковых местах. Некоторые фрагменты узоров и их схематичное изображение приведены на рисунке. 

Типы и виды папиллярных узоров

Все папиллярные узоры делятся на три основных типа (дуговые, петлевые и завитковые) и могут быть классифицированы следующим образом.

Дуговые узоры образуются наружным потоком папиллярных линий и в средней части узора имеют изгиб — внутреннюю дугу, строение и форма которой служат для подразделения их на виды. К видам дуговых узоров относятся следующие (рис.9):

Рис. 9. Виды дуговых папиллярных узоров ногтевых фаланг пальцев рук:

1 - простой дуговой узор; 2 - шатровый дуговой узор; 3 - дуговой узор снеопределенным строением центра; 4, 5 - ложно-петлевые дуговые узоры; 6, 7 - ложно-завитковые дуговые узоры; 8 - редко встречающийся узор, относящийся к дуговым; 9-аномальный узор (классифицируемый, как и дуговые, цифрой 1).

простые дуговые узоры - папиллярные линии образуют в средней части узора небольшой, сравнительно плавный подъем;

шатровые дуговые узоры — папиллярные линии образуют в средней части крутой изгиб с несколькими вертикальными линиями в середине. Разновидностью шатровых узоров являются елкообразные и пирамидальные дуги;

дуговые узоры с неопределенным строением центра - папиллярные линии во внутренней части дуги образуют своеобразный неопределенный узор, не позволяющий отнести его к другим видам дуговых узоров;

ложно-петлевые дуговые узоры — папиллярные линии во внутренней части дуги образуют узор, внешним строением напоминающий петлевой, но таковым не являющийся. Выделяются три случая определения ложности узоров:

а) две линии, сходящиеся под углом в одну, не образуют полукруглой головки, характерной для петлевых узоров;

б) две сходящиеся под углом линии продолжаются в виде одной, не образуя головку петли; между ними могут находиться одна или несколько линий, усиливающих эффект ложности;

в) головка внутренней петли сливается с линией, являющейся частью наружного потока и уходящей в него, минуя ложную дельту;

ложно-завитковые дуговые узоры — папиллярные линии во внутренней части дуги образуют узор, внешне напоминающий завитковый, но в нем отсутствуют особенности, определяющие завитковые типы узоров;

редко встречающиеся узоры, относящиеся к дуговым, - папиллярные узоры петель-клубков и изогнутых петель, головки которых расположены у самого края узора (около ногтя), а центральная часть имеет узор дугового типа; не отображаются на дактилокарте при незначительной недопрокатке пальцев;

аномальный узор — папиллярные линии внутреннего потока внешне напоминают петлевой узор, но ни одна из линий петли не образует; они сливаются под острым углом в вершине узора или «уходят» вверх (к ногтю). Аномальные узоры классифицируются как дуговые.

Петлевые узоры состоят из наружного и внутреннего потоков папиллярных линий и имеют одну дельту. Образуются внутренним потоком, папиллярные линии которого, начинаясь у одного края пальца, изгибаются вверх и к центру и, образуя петлю, возвращаются к тому же краю. Петлевой узор состоит из ряда петель, находящихся одна в другой, но для отнесения узора к петлевому типу необходимо, чтобы в центре узора хотя бы одна линия образовывала завершенную головку петли или полную петлю.

Самая вогнутая часть центральной петли называется головкой петли, остальная — ее ножками: верхняя точка головки петли, разделяющая ее на две равные части, —вершиной петли. Внутренняя петля может иметь сложное строение за счет включения отдельных линий, фрагментов, точек.

В зависимости от формы петель, взаимного расположения ножек петель и положения петель в плоскости внутреннего потока, они подразделяются на виды (рис. 10):

Рис. 10. Виды петлевых папиллярных узоров ногтевых фаланг пальцев рук:

1 - простой петлевой узор; 2 - изогнутый петлевой узор; 3 - половинчатый петлевой узор; 4 - замкнутый петлевой узор «петля-ракетка»; 5 - петлевой узор с системой петель «параллельные петли»; 6 - петлевой узор с системой петель «встречные петли»; 7, 8 - ложно-завитковые петлевые узоры; 9 - редко встречающийся узор, относящийся к петлевым.

простые петлевые узоры — папиллярные линии образуют центральный узор, представляющий собой типичную петлю (головка имеет полукруглую форму, ножки — относительно прямые параллельные линии);

изогнутые петлевые узоры — папиллярные линии, образующие головку петли (и не имеющие второй дельты в области головки петли), изогнуты к основанию узора. Если головка петли опущена к основанию узора и расположена между двумя дельтами, тип узора определяется как завитковый;

половинчатые петлевые узоры — ножки одной или нескольких петель, входящих одна в другую, с одной стороны сливаются в одну линию;

замкнутые петлевые узоры — ножки одной или нескольких петель, входящих одна в другую, сливаются друг с другом и находятся на одной папиллярной линии, расположенной во внутренней петле («петля-ракетка»);

параллельные петлевые узоры (параллельные петли) — внутренний поток узора состоит из двух самостоятельных петель, расположенных параллельно друг другу;

встречные петлевые узоры (встречные петли) — внутренний поток узора состоит из двух самостоятельных петель, расположенных головками к центру узора, а ножками — к его противоположным краям;

ложно-завитковые петлевые узоры — папиллярные линии внутреннего потока образуют узор, внешне похожий на завитковый, но не имеющий признаков замкнутых и половинчатых петель, а также не образующий круга, овала или системы петель-клубков;

редко встречающиеся узоры, относящиеся к петлевым, — папиллярные линии петель-клубков и изогнутых петель, головки которых расположены у самого края узора (около ногтя), а центральная часть имеет узор петлевого типа; не отображаются на дактилокарте при незначительной недопрокатке пальцев.

Завитковые узоры состоят из наружного и внутреннего потоков папиллярных линий и имеют две дельты (реже - три и более). Образуются внутренним потоком, папиллярные линии которого в средней части изогнуты в виде кругов, овалов, спиралей, потоков, огибающих друг друга или образующих разные сочетания. Разновидности завитковых узоров обусловлены особенностями их внутреннего строения (рис. 11):

Рис. 11. Виды завитковых папиллярных узоров ногтевых фаланг пальцев рук:

1 - простой завитковый узор - круг; 2 - простой завитковый узор - овал; 3 - простой завитковый узор - спираль; 4 - петля-спираль; 5 - петли-спирали; 6 - петли-клубки с разносторонним расположением ножек петель; 7- петли-клубки с односторонним расположением ножек петель; 8 - петля-улитка; 9 - изогнутая петля; 10 - неполный завитковый узор; 11, 12- редко встречающиеся завитковые узоры.

простые завитковые узоры — папиллярные линии внутреннего потока образуют узор в виде кругов и овалов;

спираль — папиллярные линии внутреннего потока образуют узор в виде одной или нескольких спиралей, которые делают вокруг своей оси не менее одного полного оборота;

петля-спираль — папиллярные линии внутреннего потока образуют узор в виде петли, изогнутой спиралью;

петли-спирали — папиллярные линии внутреннего потока образуют узор в виде двух самостоятельных огибающих друг друга петель, изогнутых спиралью;

петли-клубки — папиллярные линии внутреннего потока образуют узор в виде двух самостоятельных петель, одна из которых (называемая огибающей) огибает головку второй (огибаемой). Ножки петель могут быть обращены к одному краю узора — односторонние или к его противоположным краям - разносторонние;

петля-улитка - узор, образованный двумя изогнутыми потоками папиллярных линий, начинающихся с противоположных краев, сходящихся и огибающих друг друга в середине узора;

изогнутая петля - папиллярные линии образуют петлевой узор, головка петли которого опущена к его основанию и расположена между двумя дельтами;

неполный завитковый узор — папиллярные линии внутреннего потока образуют узор в виде неполных кругов (овалов) или спиралей, которые своей выпуклой стороной обращены к дельте (или дельтам) узоров и в верхней части огибаются петлевыми или дугообразными линиями наружного потока. В неполных завитковых узорах неполный круг (овал) должен быть не менее полукруга;

редко встречающийся завитковый узор - папиллярные линии внутреннего потока образуют узор, который состоит из круга и петли, спирали и петли, бессистемно расположенных папиллярных линий сложной формы.

Важное значение и для классификации, и для сравнительного исследования по общим признакам имеет определение условного центра петлевого узора, во многом определяющего сложность его внутреннего строения.

Рис. 12. Определение центра в папиллярных узорах петлевого типа.

Для чего у человека узоры на пальцах рук?

В ходе работы над изучением папиллярного узора на коже, специалисты придерживались двух теорий об их биологическом предназначении. Так, рисунок на пальцах рук человека может быть нужен для улучшения сцепления с какой-либо поверхностью, а также для усиления сенсорного восприятия. Долгое время главенствующей теорией являлось создание лучшего сцепления благодаря крохотным впадинам и возвышениям на пальцах, так как аналогичным образом устроены современные автомобильные шины. Для того, чтобы проверить подобную гипотезу, ученые провели лабораторный эксперимент для выявления функциональных сходств узоров пальцев рук с принципом работы автомобильных шин.

Согласно статье, опубликованной на портале Livescience.com, в ходе эксперимента специалисты перетягивали специальную пластину из органического стекла через подушечки пальцев, меняя при этом силу надавливания. Как выяснилось позднее, фактическая площадь контакта была уменьшена по сравнению с гладкими участками кожи, что может служить опровержением теории о создании дополнительного сцепления.

Папиллярный узор может играть большую роль в чувстве осязания

Известно, что наши пальцы имеют четыре типа механорецепторов или клеток, реагирующих на механическую стимуляцию и прикосновения. Для того, чтобы подтвердить или опровергнуть теорию об увеличении сенсорных способностей, ученые детально изучили тельца Пачини, которые встречаются на расстоянии около 2 миллиметров на кончиках пальцев и отвечают за восприятие тонких текстур и легких вибраций.

Для проведения очередного эксперимента, ученые сконструировали биомиметрический тактильный датчик, который способен обнаружить вибрации, аналогично человеческим тельцам Пачини. Одна версия устройства была создана с гладкой структурой, а вторая имела рельефную поверхность, аналогичную человеческому пальцу. Кроме того, ребристая поверхность усиливала частоту колебаний, к которым очень чувствительны тельца Пачини. Ученые предполагают, что отпечатки пальцев усиливают точечные вибрации и направляют их на сенсоры под кожей, усиливая тонкую детальную сенсорную информацию о поверхности. Проведенный опыт послужил дополнительным фактором для подтверждения предположений об их биологической функции в природе.

Ученые предполагают, что процесс захвата какого-либо предмета также связан с нашими отпечатками. Именно благодаря своему специфическому узору на пальцах, мы способны не только удержать предмет в руке, но и почувствовать степень фиксации объекта для того, чтобы при необходимости усилить хватку в случае скольжения.

Поделиться: