Научное расследование на страже порядка!

Шерлок Холмс и его дедуктивный метод определенно проиграли бы современным криминалистам. Многие перспективные технологии уже заменили «дедовские» методы и помогают ловить даже самых изощренных преступников. В связи с этим журнал Science решил поддержать ученых и раскрыл новейшие достижения научной криминалистики, способные придать расследованию преступлений объективный характер. 

Голос и личность

В громком деле добровольного патрульного Джорджа Циммермана, оправданного за убийство темнокожего подростка Трейвона Мартина, важную роль могла сыграть запись звонка в службу 911 со звуками криков. Кто кричал — убиваемый Мартин (по версии обвинения) или Циммерманн, которого подросток жестоко избивал? Специалисты по акустике сочли, что качество записи не позволяет сделать однозначный вывод.

Проблема в том, что опознание личности по голосу до сих пор не имеет строгого научного базиса. В 1960-х годах аналитики находили общие черты на спектрограммах (визуализации акустических волн). Но их субъективные суждения на основе похожих линий на картинке судьи быстро признали шарлатанством. В последние десятилетия специалисты по обработке сигналов создают автоматизированные системы, измеряющие частотный спектр речи раз в несколько миллисекунд.

Действующие более традиционным образом эксперты по фонетике разбивают записи на отдельные звуки, чтобы найти статистические закономерности, но, в конечном счете, принимают решение по своим субъективным ощущениям. Поэтому криминалисты делают ставку на объективные автоматизированные системы, при всем их несовершенстве. Изучают, как алкогольное опьянение, эмоциональное состояние и тип записывающего устройства влияют на ритм и тембр голоса. Эксперт ФБР по распознаванию речи Хиротака Накасонэ говорит, что такие системы активно применяются по ходу расследования, но суд их еще не признает.

Микробные часы смерти

В минуту смерти человека для миллиардов его микробов начинается новая жизнь. Освободившись от жесткого контроля иммунной системы, они плодятся, размножаются, набрасываясь на ткани тела. Позже к ним присоединяются бактерии из внешней среды. Генетик Джессика Меткалф (Jessica Metcalf) из Университета штата Колорадо в Боулдере стремится превратить этот мрачный процесс в точный инструмент: микробные часы, способные указать на время смерти точнее, чем температура тела, окоченение мышц и насекомые.

На первом этапе разложения трупа активнее всего пожирают его клетки бактерии из семейства Moraxellaceae — в частности, рода Acinetobacter. За ними приходит черед представителей семейства Rhizobiaceae, способных включать в состав своей биомассы азот. Эти микробы производят множество газов, которые в итоге разрывают кожу — внутрь организма попадает кислород, и власть захватывают аэробные бактерии. Тогда же начинают размножаться микроскопические черви, питающиеся микробами.

Работая с трупами мышей, Меткалф смогла определить момент смерти с точностью до трех дней — спустя три недели после смерти. Затем она и ее коллеги взяли труп человека — на одной из так называемых ферм тел, где криминалисты изучают процессы разложения. И снова «танец» микробов послужил надежным инструментом: через месяц после кончины ее момент определили с точностью до двух дней, отмечают исследователи на страницах журнала Science.

Волосы как путевой журнал

Анализ волосков в криминалистике снискал себе скверную репутацию. Раньше эксперты пытались доказать присутствие подозреваемых на месте преступления, учитывая цвет, толщину и кудрявость — однако физические характеристики волос, даже под микроскопом, слишком обманчивы. Повторное рассмотрение нескольких громких дел 1970-х годов выявило, что ДНК волос и подозреваемого отличается — и осужденных на основании этой улики пришлось оправдать.

Сейчас криминалисты предпочитают использовать волосы в следующих целях. Во-первых, кератин (основное вещество волосяного покрова головы) содержит все аминокислоты (21 штуку), однако их соотношение зависит от биохимии тела и носит индивидуальный характер. Поэтому гидролиз аминокислот дает определенный «профиль», указывающий на пол, возраст, индекс массы тела и даже происхождение человека.

Во-вторых, важную информацию предоставляют изотопы. Известно, что изотопное соотношение водорода и кислорода в питьевой воде зависит от региона, и это откладывается в волосах, выросших во время пребывания человека в том или ином месте. Например, частная криминалистическая компания Isoforensics в 2008 году выяснила, что неизвестная женщина (так называемая «Салли из Солтэра»), чей труп нашли в штате Юта в 2000 году, несколько раз перемещалась между Ютой и северо-западными районами в США незадолго до смерти. В результате ее личность идентифицировали, сопоставив со списком женщин этих районов, пропавших без вести в 2000 году.

Микробиом как улика

Криминалисты Чикагского университета несколько раз инсценировали ограбление дома своих коллег. Они брали мазки с поверхностей помещения (а также дверных ручек), искали там ДНК и изолировали один из ее участков — так называемую последовательность 16S rDNA, которая уникальная почти у всех видов бактерий. Убрав из данных следы обитателей дома (людей и кошек), ученые остались со смесью микробной ДНК воров.

Однако пока этот метод (опознание по микробиому) находится в зачаточном состоянии. Слишком много неизвестных факторов: антибиотики и другие лекарства, даже переезд из одного города в другой радикально меняют состав микробной среды человека.

Оптимисты же указывают на исследование 2015 года: ученые замерили бактерии в воздухе вокруг добровольцев, помещенных в дезинфицированное помещение. Личность нескольких из них успешно установили по микробному «облаку». Кроме того, бактериальная «флора» человека носит в высшей степени индивидуальный характер, отмечает Пер Борк (Peer Bork), сотрудник Европейской лаборатории молекулярной биологии (Гейдельберг). В первые три-четыре года жизни люди собирают из окружающей среды уникальную комбинацию бактерий и вирусов, и она более-менее сохраняется на протяжении всей жизни.

Конечно, сложнее всего определить эту «смесь» по отдельным следам и отпечаткам. По мнению Борка, одной техники 16S rDNA тут недостаточно: потребуется секвенировать всю ДНК с места преступления и все микробиомы подозреваемых — чтобы выявить даже небольшие различия между штаммами бактерий одного вида. Кроме того, потребуется создать универсальную базу данных индивидуальных микробиомов — как минимум на несколько десятков миллионов человек. Впрочем, такую базу можно формировать постепенно, по аналогии с национальным списком отпечатков пальцев.

В США уже выделили одной исследовательской группе 900 тысяч долларов на разработку базы данных на несколько десятков тысяч образцов. Особенно ученых интересуют микробные «следы» пекарей, фермеров, а также вегетарианцев. Пока даже минимальный улов 16S rDNA позволил чикагской группе определить, что один из испытуемых употребил как минимум 10 алкогольных напитков за последнюю неделю, а другой принимает таблетки от мигрени.

Самоуверенность и статистика

Главная проблема научной криминалистики — не столько несовершенство методов, сколько адекватное понимание пределов собственных возможностей. К сожалению, слишком часто в ХХ веке авторитет науки использовался обвинением для подтверждения сомнительных выводов. В десятках судебных разбирательств эксперты уверяли присяжных в «однозначности» результатов криминалистического анализа. Мало кто брал на себя задачу оценить реальную статистическую вероятность совпадения следов, отпечатков пальцев и «стволов». Только сейчас, после кризиса 2000-х годов и продолжающегося пересмотра дел в США, этому начинают уделять серьезное внимание.