Glaubst du es? Gene können das Aussehen einer Person „vorhersagen“

Ich habe eine interessante Frage gesehen: Wenn wir die DNA-Sequenz einer Person als Eingabe und ein Frontalfoto als Ausgabe nehmen und es zum Lernen in ein tiefes neuronales Netzwerk werfen, ist das machbar?

Natürlich ist es möglich und einige Leute tun es bereits. Jeder hat zum Beispiel schon vom „genetischen Identifikator“ gehört und ich werde heute mit Ihnen darüber sprechen.

01. Ist der genetische Identifikator angekommen?

Dies hat J. Craig Venter getan, eine große Persönlichkeit der Biologie, die ich zuvor vorgestellt habe, ein Mann mit sowohl gutem als auch schlechtem Ruf.

Der Pate der genetischen Sequenzierung veröffentlichte einen Artikel über die Ergebnisse seiner Software zur Gesichtsvorhersage. Er sequenzierte die gesamten Genome von Menschen unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher ethnischer Herkunft und gab die genetischen Daten anschließend in einen Computer ein.

Die Alterszusammensetzung der Forschungsgruppe deckt die meisten Altersgruppen ab.

Die ethnische Zusammensetzung der Untersuchungsobjekte entspricht im Wesentlichen der gängigen ethnischen Zusammensetzung. Zum Beispiel:

Die Abstammungskomponenten sind afrikanisch (AFR);

Ureinwohner Amerikas (AMR);

Zentral-Südasien (CSA);

Ostasiatisch (EAS);

Europäisch (EUR)

Aus den Daten der Gensequenzierung lassen sich für jeden Studienteilnehmer die genomischen Abstammungsanteile ableiten.

Die Genidentifizierung, diese großartige Innovation, steht kurz vor dem Start ...

02. Wie hat er das gemacht?

Anschließend werden Informationen zum Aussehen der Person eingegeben, wie etwa die dreidimensionale Gesichtsstruktur, Stimmmerkmale, biologisches Alter, Größe, Gewicht, BMI-Index, Augenfarbe, Hautfarbe, Glatze oder Haarfarbe usw. [1]

Der nächste Schritt besteht darin, es mit dem neu entwickelten Algorithmus zu trainieren, also dem jedem bekannten maschinellen Lernen.

Was war das Ergebnis, war er erfolgreich?

03. Was ist das Ergebnis?

Basierend auf ihren genetischen Daten sowie hochwertigen 3D-Fotos der Teilnehmer konnte ihr Algorithmus sehr erfolgreiche Vorhersagen darüber treffen, wie Menschen aussehen würden. Die folgende Abbildung zeigt die Pixeländerungen der Genvorhersage und der 3D-Gesichtsstruktur.

Modelltraining

Hier sind die Ergebnisse: Das Bild unten ist das Ergebnis der genetischen Vorhersage. Die linke Seite ist das wahre Gesicht der Person und die rechte Seite ist das Ergebnis einer genetischen Vorhersage.

Sie wählten beispielsweise eine Gruppe von 10 Personen nach dem Zufallsprinzip aus der öffentlichen Datenbank Human Longevity (HLI) zur Identifizierung aus und die Genauigkeitsrate lag bei 74 %, was den Anteil der meisten strafrechtlichen Ermittlungen übersteigt.

Wissen Sie, es gab eine Studie, bei der Zeugen gebeten wurden, das Aussehen von Kriminellen zu beschreiben, und die Genauigkeit war erschreckend. Ich habe zum Beispiel eine Studie gefunden [2]

Zweck: Überprüfung der Technologie und Genauigkeit der Kombination aus simuliertem Bild des Verdächtigen und Computerporträt anhand der Beschreibung des Zeugen. Methoden: Frisur, Kinn, Augen und andere Gesichtsmerkmale wurden von 15 Fotos männlicher und weiblicher Personen separat entfernt, einer davon als Ziel (Objekt) identifiziert und 786 Zeugen gebeten, ihn zu identifizieren. Ergebnisse: Die Gesamtgenauigkeit der Augenzeugen bei der Identifizierung von Gesichtszügen lag bei 17,4 %.

Die Genauigkeitsrate beträgt nur 17,4 %, was im Grunde bedeutungslos ist. Man sieht, dass die Genvorhersage großartig ist. Es ist nicht nur das Gesicht, es gibt auch andere Faktoren, wie das Alter

Zum Beispiel: Augenfarbe

Zum Beispiel: Größe, Gewicht, BMI

Zum Beispiel: Hautfarbe

Er gab auch die Vorhersagegenauigkeit dieses Modells an. Obwohl die Genauigkeit der verschiedenen Indikatoren unterschiedlich ist, ist sie insgesamt immer noch recht hoch.

Dies ist der echte Bluttest.

Wissen Sie, jeder muss damit vertraut sein. Im Altertum war es sehr beliebt, Verwandte durch Blutstropfen zu identifizieren. Natürlich hat die moderne Wissenschaft dies bestritten, da die Blutidentifizierung eine hohe Fehlerquote aufweist und durch Technologie verfälscht werden kann, sodass die armen Menschen der Antike nicht erkannt wurden.

04. Welchen Nutzen hat es im wirklichen Leben?

Jeder dürfte damit vertraut sein, Kriminelle anhand ihrer Blutspuren und DNA zu finden. Dies ist allerdings tatsächlich recht schwierig, da Sie ein Vergleichsobjekt finden müssen. Andernfalls können Sie, selbst wenn Sie die DNA des Verbrechers erhalten, nur dummerweise auf den Tag in der Zukunft warten, an dem Sie das Glück haben, die DNA des Verbrechers erneut zu finden, und die beiden dann online vergleichen. Wenn Sie die DNA des Täters nicht mehr sammeln können, werden Sie den Täter auch nie anhand genetischer Beweise finden können.

Die Verwendung der DNA zur direkten Vorhersage des Aussehens einer Person ist jedoch viel anspruchsvoller und führt auch zu einem zentralen Problem: der Privatsphäre.

Als dieser Artikel veröffentlicht wurde, löste er eine Menge Kontroversen aus. Einige halten den Artikel für falsch, andere meinen, er verletze die Privatsphäre. Aber trotzdem war es eine gewaltige Entdeckung.

Da in Zukunft immer mehr Proben gesammelt und immer mehr Schulungen angeboten werden, wird es sehr wahrscheinlich sein, dass die Person direkt anhand ihrer DNA vorhergesagt werden kann.

【1】Lippert, Christoph, et al. „Identifizierung von Individuen durch Merkmalsvorhersage unter Verwendung von Daten der Gesamtgenomsequenzierung.“ Proceedings of the National Academy of Sciences114.38 (2017): 10166-10171.

【2】Forschung zur Fähigkeit von Augenzeugen, Gesichtszüge zu erkennen[J]. Kriminelle Technologie, 2001(05):20-27.