1.人臉模樣是否由基因控制,相貌由什么控制

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基因決定相貌

相貌主要指的是一個(gè)人的面部特征或臉部形態(tài)。既然相貌是父母給的，那就一定與遺傳有關(guān)，因此可以說(shuō)基因決定相貌，確切地說(shuō)，是父母的基因決定一個(gè)人的相貌。但是，父母的基因是如何決定相貌的呢？現(xiàn)在，一些研究結(jié)果正在回答這個(gè)問題。

荷蘭鹿特丹市伊拉斯姆斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的曼弗雷德·凱瑟爾研究團(tuán)隊(duì)利用人的三維頭部核磁共振成像和二維肖像照片來(lái)繪制面部標(biāo)志，以此來(lái)估計(jì)面部特征。隨后他們進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析，這種分析被用于尋找更頻繁的出現(xiàn)于人類特殊聯(lián)系中的基因變異。而且，全基因組關(guān)聯(lián)分析也有助于解釋為何同卵雙胞胎的相貌近乎完全一樣。同時(shí)，與毫不相干的人相比，兄弟姐妹的臉面也非常相似。

研究人員繪制了1萬(wàn)名來(lái)自不同國(guó)家有歐洲血統(tǒng)的人的面部特征，然后采用基因組關(guān)聯(lián)尋找這1萬(wàn)人與面部形態(tài)有關(guān)的基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有5個(gè)基因可以決定人們的相貌，或者說(shuō)這5個(gè)基因?qū)θ说哪樞陀酗@著影響。其中3個(gè)基因與顱面部的發(fā)育和疾病有關(guān)。

凱瑟爾認(rèn)為，這個(gè)結(jié)果意味著人們或許在未來(lái)的某個(gè)時(shí)刻有可能僅僅通過一個(gè)人遺留下來(lái)的DNA就能推斷其臉型，而且根據(jù)DNA就能繪制出一個(gè)人的肖像。

盡管現(xiàn)在研究人員還不能完全解釋這5個(gè)基因是如何決定人的相貌的，但大致分析認(rèn)為，這5個(gè)基因與9個(gè)面部特征有關(guān)，這9個(gè)面部特征與人的額骨、上頜骨、下頜骨、顴骨、眶骨、鼻骨等有關(guān)，而這些頭面部骨頭發(fā)育的成熟與否以及成形的大小和高低等，都決定著一個(gè)人的相貌。例如，瞇瞇眼就與眶骨有關(guān)，是因?yàn)榭艟噍^小造成的。

垃圾基因也能決定相貌

垃圾基因是指基因組中95%~98%的不編碼任何蛋白質(zhì)的基因。但是，現(xiàn)在的研究發(fā)現(xiàn)，占據(jù)基因組絕大部分區(qū)域的垃圾基因并非垃圾或沒有功能，而是未被認(rèn)識(shí)的寶藏。研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，垃圾基因的功能之一就是調(diào)節(jié)基因的活動(dòng)，如同一道指令一樣，控制著基因。

人與人之間差異的主要表現(xiàn)之一是每個(gè)人的相貌并不相同。既然相貌是由基因決定的，而且垃圾基因也參與和調(diào)控編碼蛋白的功能基因，因此人的相貌也可能由垃圾基因來(lái)調(diào)控。這個(gè)推測(cè)現(xiàn)在在動(dòng)物身上得到證實(shí)，從而也可推論，人的相貌不只是上述5種基因決定，而是由其他一些垃圾基因和與相貌有關(guān)的功能基因共同決定。

美國(guó)伯克利勞倫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)所的阿克塞爾·維塞爾研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，小鼠的垃圾基因中有一些被稱為增強(qiáng)子的基因片段可以像開關(guān)或放大器一樣影響小鼠面部基因的作用。例如，眼睛的大小、鼻子是否挺拔、頭顱的形狀等可能都與這些被稱為增強(qiáng)子的基因片段密不可分。

維塞爾等人通過對(duì)小鼠胚胎的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，能對(duì)小鼠頭部發(fā)育起影響作用的增強(qiáng)子有55個(gè)，其中，有一些對(duì)小鼠的相貌（臉部形態(tài)）產(chǎn)生重要的影響。于是，他們培育了缺少3個(gè)已知增強(qiáng)子的轉(zhuǎn)基因小鼠，然后用計(jì)算機(jī)斷層掃描成像來(lái)描繪這些小鼠56天大時(shí)的頭顱三維圖像。圖片顯示，轉(zhuǎn)基因小鼠的頭顱在長(zhǎng)短和寬窄上都與普通小鼠不同，前者的頭顱或長(zhǎng)或短些，或顯得更窄或更寬些。而且，如果刪除轉(zhuǎn)基因鼠的這些增強(qiáng)子并不引起腭裂、下巴突出或其他問題，只是面部的細(xì)微結(jié)構(gòu)有調(diào)整。

這個(gè)結(jié)果提示，垃圾基因中的增強(qiáng)子也可以決定人的相貌。當(dāng)然，人類基因組中可能有成千上萬(wàn)個(gè)增強(qiáng)子，它們都在某種程度上影響臉型的形成。研究人員目前還不清楚這些增強(qiáng)子怎樣發(fā)揮作用，但垃圾基因與人的相貌肯定是有關(guān)聯(lián)的。

2.人臉識(shí)別技術(shù)能判斷長(zhǎng)相非常相似的人嗎

人臉識(shí)別目前的應(yīng)用除了檢索相似人臉之外，當(dāng)然有用于身份驗(yàn)證的，北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、倫敦暴亂嫌疑人認(rèn)定、倫敦希斯羅機(jī)場(chǎng)入境等等都有使用基于人臉的身份驗(yàn)證軟件。只是具體來(lái)說(shuō)各個(gè)產(chǎn)品的識(shí)別準(zhǔn)確性有待具體問題具體分析。現(xiàn)在的算法在126對(duì)雙胞胎（252人）的上萬(wàn)張圖像的數(shù)據(jù)庫(kù)上測(cè)試，驗(yàn)證出人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別雙胞胎是可行的。但是當(dāng)圖像包含光照、姿勢(shì)、表情等等變化時(shí)，效果很差。這個(gè)是識(shí)別非雙胞胎或雙胞胎都面臨的問題。另外有些算法還會(huì)特別提取一些細(xì)微特征例如痣、疤痕等來(lái)幫助區(qū)別雙胞胎。現(xiàn)階段來(lái)講人臉比起指紋、虹膜、DNA這些生物特征來(lái)說(shuō)，確實(shí)精確度還不夠。但是設(shè)想刷臉取代取代密碼并不能說(shuō)“很天真”。我在另外問題的答案里也提到過，自動(dòng)人臉識(shí)別技術(shù)發(fā)展了40多年，F(xiàn)alse reject rate從1993年的79%降到2010年的0.3%(false accept rate=0.1%)。LFW庫(kù)上的算法識(shí)別率從2007年的60%升到2014年的97~98%，可見是取得了巨大進(jìn)步的。同卵雙胞胎，長(zhǎng)得非常像。人臉識(shí)別技術(shù)還沒有辦法區(qū)分出來(lái)。對(duì)于這個(gè)問題，常見的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法如下幾種：參考模板法首先設(shè)計(jì)一個(gè)或數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)人臉的模板，然后計(jì)算測(cè)試采集的樣品與標(biāo)準(zhǔn)模板之間的匹配程度，并通過閾值來(lái)判斷是否存在人臉；人臉規(guī)則法由于人臉具有一定的結(jié)構(gòu)分布特征，所謂人臉規(guī)則的方法即提取這些特征生成相應(yīng)的規(guī)則以判斷測(cè)試樣品是否包含人臉。