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Categoría: Biometrica

Entomología forense y ADN. ¿Cómo identificar especímenes? Club de Ciencias Forenses

Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “DNA Barcoding in Forensic Entomology – Establishing a DNA Reference Library of Potentially Forensic Relevant Arthropod Species” de Chimeno, C.; Morinière, J.; Podhorna, J.; Hardulak, L.; Hausmann, A.; Reckel, F.; Grunwald, J. E.; Penning, R. y Haszprunar, G. (2018), sobre entomología forense y ADN, en el cual se explica el sistema de secuenciación de ADN para crear bancos o bibliotecas genéticas y su aplicación a las especies entomológicas de utilidad forense.

Una de las tareas más importantes de la ciencia forense es determinar el intervalo postmortem de un individuo (cuándo murió). Esta labor se dificulta pasadas 72 horas, cuando el cuerpo se encuentra en estados de descomposición más avanzados. Sin embargo, existe una disciplina necesaria en dichas circunstancias: la entomología forense.

Debido a que se supone que la colonización por artrópodos de una fuente de carroña coincide bastante con el comienzo de la muerte, un entomólogo forense puede estimar ese intervalo, siempre que se haya podido producir la colonización. Esta estimación puede lograrse mediante el estudio de las muestras de artrópodos procedentes del cuerpo en descomposición.

Así, para hacer un buen estudio el primer paso recae en hacer una identificación correcta y exacta de las especies. Sin embargo, esto puede resultar todo un reto si los entomólogos sólo cuentan con restos parciales de los artrópodos como la exuvia (exoesqueleto), extremidades o biomasa no identificada.

Incluso los especímenes intactos representan una gran carga cuando se desea aplicar métodos morfológicos, ya que los huevos, los estadios larvarios tempranos y, a veces, incluso los posteriores de muchas especies diferentes comparten características similares. Esto hace que sea casi imposible en ciertos grupos, incluso para especialistas, distinguir entre ellos basándose solo en la morfología. Para dar solución a estas situaciones, lo que muchas veces se hace es criar los especímenes hasta que alcanzan una fase en la que sus características ya son distinguibles.

Por tanto, ¿qué alternativas existen para solventar estas dificultades?

La aplicación de la biología molecular en la entomología forense ha ganado importancia, pues ofrece innumerables nuevas posibilidades en el análisis de artrópodos. Las secuenciaciones de ADN emplean una secuencia genética corta como un único identificador para diferenciar entre especies. De hecho, pueden aplicarse a pequeñas cantidades de biomasa de artrópodos desconocidos.

No obstante, la calidad de los resultados de este método depende de la base de datos de referencia usada para la comparación de secuencias. El establecimiento de una base de datos de secuenciación de ADN de referencia de alta calidad es, por lo tanto, un requisito previo importante cuando se desea garantizar resultados precisos.

Así pues, en el marco de la campaña Secuenciación Vital Internacional, desde 2009 se ha construido una biblioteca de referencia de secuenciación de ADN de aproximadamente 20.000 especies animales representadas por más de 250.000 especímenes. Esta biblioteca de referencia de secuenciación de ADN permite un estándar muy alto de identificación precisa de especies, siendo la más completa para artrópodos, incluidos coleópteros, himenópteros, lepidópteros…

Así las cosas, los autores del artículo querían demostrar la aplicación de dicha biblioteca utilizándola como columna vertebral de un análisis de secuenciación de alto rendimiento (SAR) administrado a muestras a granel o especímenes de artrópodos obtenidos de cadáveres humanos.

Para ello, investigaron un total de 1392 especies de artrópodos, estando el 96% de ellos conservados en etanol. Estos se originaron en diferentes localidades (de República Checa principalmente) y experimentos previos, recolectados desde 2008 a 2015. Los especímenes provenían de cerdos, pájaros y ratas, estando la mayoría de ellos en fases avanzadas.

Estos especímenes se utilizaron para el establecimiento de una biblioteca de referencia forense. Las muestras a granel no estaban destinadas a la construcción de la biblioteca de referencia. Su análisis simplemente sirvió como ejemplo de aplicación de la tecnología de metasecuenciación.

Se seleccionaron de una a tres muestras de cada morfoespecie designada para transferirlas a 96 microplacas. Se extrajo una pequeña muestra de tejido muscular de especímenes grandes. El espécimen completo se utilizó para individuos pequeños, como ácaros, larvas pequeñas y huevos. La extracción consecutiva de ADN genómico se realizó con protocolos de secuenciación estándar.

Las secuencias recibidas se ensamblaron, respectivamente, se editaron y se alinearon entre sí para realizar más correcciones. Al actualizar las secuencias de códigos de ADN editadas y los archivos de rastreo en la base de datos, se adquirieron los números de índice de códigos de secuenciación de las especies. Así pues, a las secuencias se les asigna un identificador global único.

Todos los metadatos, incluidos los nombres de las especies, las imágenes, las referencias, así como las regiones y los países de origen, se proporcionaron para cada espécimen.

En resumen, de todas las especies procesadas (1392), 678 generaron secuencias de códigos. Se definieron un total de 502 secuencias como códigos exitosos para su uso en la biblioteca forense. De estos, se dio cobertura para 88 especies de artrópodos diferentes que pertenecen a 28 familias, de 7 órdenes distintos. El éxito de la secuenciación fue mayor para las muestras recién recolectadas de 2014 y 2015.

Por otro lado, 44 especímenes fueron identificados a nivel de familia o género solamente. La mayoría de especies identificadas eran del orden de los dípteros, entre los que los califóridos presentaban más abundancia y biodiversidad. El segundo orden más abundante fue el de los coleópteros. El resto de especies, aunque presentes en la biblioteca, estaban representados por un menor número de especímenes.

Asimismo, de esos 502 especímenes se pudo asignar un número único de identificación global a 436. A todos los coleópteros se les pudo clasificar exitosamente, pero solo al 87% de los dípteros se les asignó su número.

Para concluir, con una biblioteca de referencia sólida a mano, la aplicación de SAR es innovadora. Esto es debido a que permite el análisis de cientos y miles de individuos, así como la generación de grandes conjuntos de datos que luego pueden evaluarse a voluntad. En futuras aplicaciones, podrá trabajarse con este método en proyectos a gran escala.

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Odontología forense, bioquímica y la identificación de restos humanos. Club de Ciencias Forenses

Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “When forensic odontology met biochemistry: Multidisciplinary approach in forensic human identification” de Adserias-Garriga, J.; Thomas, C.; Ubelaker, D. H. y Zapico, S. C. (2018), en el cual se analiza cómo la odontología forense y la bioquímica o biología molecular contribuyen a la identificación humana y cómo emplear un enfoque multidisciplinar aporta mayor eficiencia.

Cualquier investigación forense en la que contemos con restos humanos necesitará de la identificación positiva y precisa de estos, la cual se consigue normalmente mediante evidencias científicas tales como las huellas dactilares, el ADN o la información dental. En este sentido, tanto la odontología forense como la identificación por ADN han experimentado una importante evolución y aumento de su uso, llegando a confluir en un objetivo común.

Esta confluencia se da en la reconstrucción del perfil genético a través de diversos indicadores. Gracias a su estructura inerte y mineralizada, y su gran capacidad de preservación, los dientes son uno de los elementos humanos más útiles para proceder a la identificación a través de tales indicadores.

Por un lado, es posible estimar la ascendencia de una persona gracias a algunas características dentales (por ejemplo, la cúspide de Carabelli en los primeros molares maxilares o un mentón bilobulado indican un origen caucásico), si bien es cierto que el uso del ADN es más común para este fin en el ámbito forense y que las conclusiones al respecto deberían determinarse por una evaluación antropológica. Asimismo, algunas condiciones dentales pueden ofrecer información sobre el origen geográfico de los restos; las restauraciones dentales y el tipo de tratamiento sobre dónde se ha realizado este; y el análisis de algunos isótopos estables muestran una variación geográfica condicionada al tipo de dieta de un lugar.

Con respecto a la determinación del sexo, la antropología y odontología forenses presentan una mayor dificultad para identificar aisladamente el sexo del sujeto, por lo que el análisis molecular aplicado a la pulpa, dentina y, principalmente, los tejidos duros dentales sirve para cubrir esos inconvenientes, siendo los molares los dientes que mejores resultados ofrecen.

Por otro lado, las razones por las que los dientes son tan útiles, más precisos que otros métodos antropológicos, a la hora de estimar la edad del sujeto son: que están altamente mineralizados, se conservan bien habitualmente y los daños ambientales y nutricionales les afectan poco. Así pues, mediante el estudio del desarrollo y erupción dental, puede determinarse desde la edad fetal a la adulta de un sujeto o sus restos, aunque con distintas particularidades en los análisis específicos en función de la edad.

Del mismo modo, existen nuevas metodologías bioquímicas para determinar la edad basadas en el proceso natural de envejecimiento, por el cual los tejidos y órganos experimentan alteraciones bioquímicas en distintos niveles, lo cual también es aplicable a los dientes.

Entre estas metodologías, la racemización con ácido aspártico parece ser la más precisa. Se trata de un proceso de cambio que afecta a la conformación de las proteínas metabólicamente estables, produciendo cambios biológicos y químicos a su actividad. En la dentina y el cemento dental existe una correlación positiva entre dicha racemización (proceso) y la edad. Del mismo modo, el plomo y su acumulación en la dentina, junto a los propios cambios en la composición química de esta, también sirven para determinar la edad, si bien se requiere de más investigación.

Otros indicadores bioquímicos para estimar la edad están basados en los productos finales de glicación avanzada, los cuales se ven reflejados en cambios de color al amarillearse más los dientes con el paso del tiempo; el acortamiento de los telómeros —estos se refieren a los extremos de moléculas muy largas de ADN que impiden que estas se degraden o recombinen de manera anormal— en la pulpa dental, los cuales se acortan al envejecer; el ADN mitocondrial en tanto que su cantidad en la dentina disminuye con la edad;  y técnicas epigenéticas.

Al respecto de estas, diferentes estudios indican que los niveles globales de metilación del ADN disminuyen durante el envejecimiento. En su aplicación en dientes, concretamente, se han estudiado los niveles de metilación de tres genes asociados en muestras de dentina. Asimismo, la medición de los niveles de radiocarbono por el análisis del esmalte dental constituye otra técnica epigenética de estimación de la edad.

Así las cosas, no cabe duda de que la identificación personal de los fallecidos es necesaria por diversas razones tanto sociales como legales y forenses.

Para ello, se precisa de un cotejo entre la información previa y posterior al fallecimiento que se fundamente en principios científicos, sin olvidar que el proceso de identificación y el método concreto empleado dependen de las circunstancias de cada caso.

En el campo de la identificación comparativa mediante estructuras dentales, la Junta Americana de Odontología Forense estableció unas pautas o directrices al respecto en 1994, estableciendo que la comparación y subsiguiente identificación puede llevar a cuatro conclusiones:

  1. Identificación positiva. Tiene lugar cuando la información ante-mortem y post-mortem coinciden con suficiente detalle sin discrepancias irreconciliables.
  2. Posible identificación. Se produce cuando la información contrastada presenta características consistentes, pero no se puede establecer la identificación positiva dada la calidad de los datos.
  3. Evidencia insuficiente. Al carecer de suficiente evidencia, no es posible formular conclusiones con respecto a la identidad del sujeto.
  4. Exclusión. Se da cuando la información ante-mortem y post-mortem son claramente inconsistentes entre sí.

Del mismo modo, cabe subrayar la importancia de la tecnología informática y su contribución desde la década de los 80 a la identificación post-mortem de las personas, tanto en casos individuales como en desastres de mayor envergadura.

Así pues, queda patente que los dientes son muestras excelentes para realizar análisis bioquímicos, al tiempo que el campo de la odontología forense evoluciona introduciendo nuevas tecnologías que, en última instancia, ponen de manifiesto la compatibilidad de asociación entre la odontología forense y la bioquímica, contribuyendo así al avance de las ciencias forenses.

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Criminal profiling de los asesinos de trabajadores/as sexuales. Club de Ciencias Forenses

Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “Sex worker homicide series:profiling the crime scene” de Sorochinski M. y Salfati C. G. (2019), en el cual se exponen aspectos relativos al profiling de criminales con víctimas trabajadoras del sexo.

Contrario a las creencias populares, los criminales con víctimas trabajadoras del sexo exhiben una variabilidad sustancial en la selección de sus víctimas y en sus patrones comportamentales. Por esa razón, hay grandes dificultades para investigar este tipo de crímenes.

La perfilación criminal implica múltiples variables. Una parte del análisis se enfoca en la escena del crimen. Dicha escena ofrece información sobre cómo se comete el crimen, patrones y subtipos comportamentales que se relacionan con diferentes subtipos de escenarios y características criminales.

Hay tres áreas principales que el profiling atiende. Primero, las diferencias individuales de comportamiento criminal, con el fin de establecer subgrupos de criminales y tipos de escenarios. Segundo, la consistencia conductual, clave en el profiling. Sirve para entender el desarrollo de la carrera criminal de un individuo. Asimismo, trata de la consistencia entre varios crímenes cometidos por una misma persona. Tercero, las inferencias sobre características del criminal, que son el núcleo del profiling. El análisis de la consistencia, en este caso, es el enfoque principal.

Las autoras de este estudio recogen datos de diferentes investigaciones y bases de datos. La información que exponemos a continuación se corresponde al análisis de 83 criminales (series de crímenes). El total de las victimas asciende a 519 de 6 países diferentes.

De las 83 series, las victimas de 44 fueron solo trabajadores/as del sexo, la mayoría mujeres, pero también hombres (21 víctimas) y transgénero (2 víctimas). Las 39 series restantes implican también víctimas de otras profesiones. Entre las víctimas se encuentra una mayoría de personas de raza blanca (61%). Todos los criminales de estos casos son hombres, la mayoría blancos (61%). La edad media al cometer el primer crimen es de 32 años.

Algunos factores del escenario del crimen ayudan a determinar diferencias y similitudes entre las escenas del crimen identificadas. Se incluyen aquí acciones que preceden al crimen, como el tipo de víctima seleccionado y la localización. Otras son las acciones durante el crimen, como la actividad sexual y las heridas. También son importante las acciones post crimen, como la transportación del cuerpo de la víctima y su colocación.

La revisión de las autoras muestra que los factores más importantes en el análisis del crimen de personas que trabajan en el área sexual son también aquellos que mayores dificultades presentan para el análisis.

La localización del cuerpo de la víctima es uno de los elementos diferenciadores claves entre los criminales que solo matan victimas trabajadoras del sexo y los que matan también a otros tipos de víctimas. Este aspecto también es útil de manera inversa. La localización del cuerpo determina si se trata de la víctima de un criminal de trabajadores/as sexuales o mixto.

Se ha observado que el cuerpo de las víctimas trabajadoras del sexo se encuentra más a menudo en interiores. Asimismo, las víctimas de un criminal mixto se encuentran más a menudo en exteriores. Los criminales mixtos suelen llevar a cabo más agresiones sexuales que los que asesinan trabajadores/as del sexo. Suelen poner mayor esfuerzo en la conducta de colocación del cuerpo de la víctima. Matan más por estrangulación y con premeditación para tal estrategia.

Los criminales mixtos tratan de manera diferente a las víctimas trabajadoras del sexo y a las que trabajan en otros campos. Estas diferencias también están ligadas a la variable interior vs exterior, pero de manera inversa. Al primer tipo de víctimas las suelen atacar en exteriores y al segundo mayoritariamente en interiores.

Estos datos pueden ser de gran ayuda para las investigaciones. La razón clave es que la decisión sobre el sitio de ataque y sobre dónde dejar el cuerpo de la víctima implican planificación. Los comportamientos que requieren planificación suelen ser los de mayor consistencia.

Como antes hemos mencionado, los criminales mixtos matan más por estrangulación. No obstante, la diferenciación entre víctimas trabajadoras sexuales versus de otros campos muestra cierto cambio en los datos. Las víctimas trabajadoras del sexo tienen mayor probabilidad de ser asesinadas por estrangulación. Las víctimas no trabajadoras del sexo tienen mayor probabilidad de ser atacadas en interiores y de ser dejadas con vida.

A pesar de tales aspectos diferenciales, no se puede hablar de un valor predictivo suficiente. Estos indicadores son insuficientes para determinar con confianza si la víctima pertenece a una serie mixta o de trabajadores/as sexuales.

Los criminales que se incluyen en la serie mixta asesinaron casi dos veces más víctimas que los otros. Este dato es muy importante. Indica que los criminales mixtos son más difíciles de capturar y, por eso, tienen más tiempo en libertad para asesinar. Por tanto, matan más víctimas a lo largo del tiempo.

La razón más probable es la gran heterogeneidad de comportamientos que presentan y, por tanto, mayores dificultades para capturarlos. De hecho, las autoras han observado una importante inconsistencia conductual registrada en los criminales mixtos.

Por ello, puede que sea importante no solo investigar los patrones comportamentales del criminal mixto, sino también las progresiones en los patrones de victimización. Por ejemplo, en qué punto de la serie de crímenes de un sujeto cambia de un tipo de víctima a otra.

Como en todos los análisis basados en el profiling, hay ciertas dificultades y, en el caso de las víctimas trabajadoras sexuales, aún más. No por ello se debe considerar que el profiling no sea suficientemente útil. Como ocurre muy a menudo, hace falta más investigación específica en cada tipo de crimen.

 

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Perito calígrafo VS persona sin experiencia en pericia caligráfica: ¿cuál es la diferencia? Club de Ciencias Forenses

Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “Visual attention and expertise for forensic signatura análisis” de Dyer A. G., Found B. y Rogers D. (2006), en el cual se presentan nuevas evidencias sobre la validez de la labor del perito calígrafo. Se examinan las estrategias de análisis de firmas de expertos vs. no expertos a nivel cognitivo y a nivel de atención visual.

Una de las tareas más importantes de los profesionales de la pericia caligráfica es la comparación de características caligráficas de un documento, creado por un autor, con las de otros documentos, cuya autoría se pone en duda. La firma, una marca personal de validación de documentos, también es objeto de análisis del perito calígrafo. Por lo tanto, la finalidad de este análisis es determinar si una firma es auténtica o está falsificada.

Las falsificaciones de una firma pueden ser de dos tipos. Se pueden generar firmas disfrazadas, es decir, modificadas o distorsionadas por el autor mismo, con el fin de negar posteriormente su autoría. El segundo tipo son las firmas falsificadas per se.

La validez de la pericia caligráfica se ha criticado tanto desde el punto de vista académico como desde el punto de vista legal. Como respuesta a estas críticas, se desarrollaron varios estudios de validación. En todos ellos la opinión profesional de los peritos calígrafos fue significativamente más acertada que la opinión de personas ajenas a esta profesión.

Aunque se haya mostrado la diferencia de desempeño entre profesionales y no profesionales, se desconocen las estrategias diferenciales de análisis en cada caso. Las estrategias de análisis se basan, por un lado, en el sistema cognitivo, en términos de decidir cuáles son los rasgos más importantes de una firma para tener en cuenta en dicho análisis. Por otro lado, también puede haber estrategias del sistema visual, en términos de atención selectiva para determinar los rasgos que marcan la diferencia entre firma auténtica y falsificada. El estudio se enfoca en los componentes visuales del análisis de firmas.

Participan 21 sujetos, que forman dos grupos: un grupo control (12 estudiantes no profesionales de la pericia caligráfica) y un grupo experimental (9 peritos calígrafos). Estos sujetos deben analizar 32 firmas presentadas en una pantalla de ordenador. De estas 32 firmas, 16 auténticas y 8 disfrazadas pertenecen al mismo autor. Las 8 firmas restantes son falsificaciones creadas por 8 personas distintas.

Los sujetos deben examinar cada firma y concluir en voz alta si las firmas son genuinas o falsificadas/distorsionadas (sin tener que diferenciar entre estas dos), pero también pueden no concluir nada. En todo el experimento, se registran los movimientos oculares, los tiempos de respuestas y las conclusiones sobre cada firma. Se plantean diversas preguntas, a las cuales se responde con los siguientes resultados.

¿Son mejores los peritos calígrafos en detectar el carácter de cada firma? En este caso, y al igual que en otros estudios, se observa que los expertos en pericia caligráfica son mucho mejores en detectar si las firmas son auténticas o falsificadas que los sujetos no expertos. Estas diferencias cobran más importancia aun si se tiene en cuenta que los sujetos no expertos fueron entrenados en la tarea antes del experimento. Por otro lado, ningún grupo detecta mejor si las firmas son falsificadas o manipuladas. Tampoco se observan diferencias inter-grupo en el número de respuestas inconclusas relativas a las firmas auténticas.

En cuanto a los movimientos oculares, si no se permiten en el análisis de la firma, mediante una presentación muy corta de esta (100 mseg.), los peritos calígrafos aciertan menos comparado a un análisis con movimientos oculares permitidos (tiempo de análisis sin límite). Estas diferencias indican que los movimientos oculares maximizan la discriminación y es necesario un análisis al detalle. Aún así, incluso analizando una firma sin movimientos oculares, los peritos calígrafos clasifican correctamente las firmas auténticas y falsas por encima del azar. Por lo tanto, hay dos componentes clave en el análisis de firmas: un procesamiento espacial de las propiedades de la firma como un todo, que no requiere de movimientos oculares, y un procesamiento local de cada rasgo de la firma, que mejora la discriminación del autor.

En cuanto al tiempo de respuesta que requiere decidir el tipo de firma analizado, no se han observado diferencias entre grupos. Lo que sí se ha observado es que ambos grupos, expertos en pericia caligráfica y no expertos, dedicaron más tiempo al análisis de firmas genuinas, hasta concluir que son como tal.

Por lo general, se considera que el tiempo que se puede dedicar a una tarea guarda relación con una toma de decisiones acertada y precisa. ¿Pero cuál es la relación? ¿Se mejora la discriminación entre firmas auténticas y falsificadas si se dedica más tiempo al análisis o la relación es inversa? En el estudio encuentran indicios de una relación inversa, pero no muy clara. Es decir, a menor tiempo de análisis no necesariamente se discrimina mejor. Hay una cantidad inicial de tiempo necesaria para discriminar correctamente entre firmas auténticas y falsificadas, pero, a partir de ese punto, el aumento del tiempo dedicado a analizar no mejora la discriminación.

No se encuentran diferencias entre grupos en el análisis más detallado de las firmas. Los puntos de fijación de los movimientos oculares son similares en ambos grupos y tanto los peritos calígrafos como los sujetos no expertos se fijan más en la parte central de las firmas y menos en los rasgos periféricos.

Parece que analizar detalladamente las firmas sí marca la diferencia en el rendimiento. En cambio, no hay rasgos específicos de las firmas que solo los expertos consideren como más indicativos de autenticidad o falsificación.  Pero sí ocurre algo interesante al respecto.

El grupo de peritos calígrafos utilizan estrategias cognitivas diferentes a la hora de decidir el autor de una firma. Por ejemplo, un experto encuentra y se fija en una característica de una firma que le indica falsificación. No concluye inmediatamente después, sino que sigue analizando incluso si encuentra rasgos más salientes. En cambio, los sujetos no expertos, al detectar un rasgo que les indique falsificación o autenticidad, concluyen casi inmediatamente después de esa detección.  La saliencia de un rasgo actúa como el pistoletazo de salida de una decisión. Por lo tanto, las estrategias de análisis de los no expertos se basan en un procesamiento cognitivo secuencial de la información visual. Los expertos utilizan estrategias de análisis basadas en un procesamiento cognitivo en paralelo de la información visual; primero acumulan información y deciden después.

Se destaca que el registro del número de fijaciones oculares en el análisis de firmas es un buen indicador de la atención visual que los sujetos prestan a las firmas. Esta conclusión se deriva de la relación positiva encontrada entre número de fijaciones y tiempo de fijación. Si se presta más atención a algo, se le dedica más tiempo continuo (de fijación ocular) y se mira más veces. Parece ser que ambos registros son válidos para medir la atención visual.

Todas estas nuevas evidencias indican que se necesita dar más atención a las estrategias de análisis utilizadas en la pericia caligráfica. Conocerlas puede mejorar la instrucción en esta labor y puede aportar más indicadores de validez para la profesión.

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¿Es fiable el estudio forense de las dimensiones del pie para predecir el perfil biológico del individuo?

Estimados suscriptores y seguidores del Club de las Ciencias Forenses, en esta ocasión les presentamos un resumen del artículo “Prediction of Biological Profile from Foot Dimensions”, de los autores Abdullahi Suleiman y Adamu A. Rufa (Colegio de ciencias médicas de Nigeria) y Adamu Ahmad y Abubakar Tijjani (Hospital pediátrico Hasiya Bayero), que exponen si el peso corporal y la altura del arco del pie pueden afectar a la precisión en el estudio forense de las huellas del pie para obtener perfiles biológicos.

El estudio del pie humano y sus impresiones tiene innumerables implicaciones en la práctica médico-legal y forense, ya que en ocasiones los expertos forenses no se enfrentan con nada más que una huella de pie para determinar el perfil biológico de una víctima (de hecho, la tarea principal de un podólogo forense es contribuir al establecimiento de la identidad personal a través de un examen cuidadoso de una huella de pie). El pie y sus impresiones son exclusivas de un individuo y se sabe que sus dimensiones son confiables en la predicción del perfil biológico. Un número significativo de ecuaciones de regresión para la predicción del perfil biológico se derivan de las dimensiones del pie en sujetos vivos. Con respecto al peso aplicado al pie, los arcos del pie pueden deformarse y revertirse a la alineación normal, cambiando la forma y el tamaño del pie. Las deformidades de esos arcos también pueden afectar las dimensiones del pie. Sin embargo, desde una perspectiva forense, hay muy pocas investigaciones que traten el efecto del peso corporal y la altura del arco en las dimensiones del pie o su efecto sobre la precisión de la predicción del perfil biológico. Este estudio discute brevemente la implicación forense del pie y el efecto del peso corporal y la altura del arco sobre la precisión de las ecuaciones de regresión derivadas del sujeto que soporta peso, así como de los sujetos con deformidades del arco.

Como ya sabemos, al ser el pie la parte más distal del cuerpo, es la parte de unión y presión entre el suelo y el cuerpo, y por tanto el sitio donde se aplican fuerzas externas al cuerpo. Por ello, el tamaño y la forma del pie se modifican durante el levantamiento de peso en comparación con el pie que no lleva peso, modificándose así la huella impresa. Además, el peso corporal del individuo parado comprime el pie y lo presiona contra el suelo, mientras que en posición acostada, no actúa sobre el pie, por lo que las dimensiones del pie serán diferentes según la posición. Por lo tanto, el profesional forense debe tener en cuenta los cambios que se producen en cuanto al soporte de peso del pie.

La medición de la longitud real del pie también puede estar sesgada por las deformidades del pie, como los “dedos en garra” y el “hallux valgus” (la deformidad que conocemos todos como “juanete”). Los “dedos en garra” a veces se encuentran en individuos con el pie arqueado, mientras que el “hallux valgus” se encuentra en individuos con un pie arqueado bajo mucho más a menudo. En el caso de los “hallux valgus”, el pie puede aparecer como más largo de lo normal, mientras que en los casos de “dedos en garra”, las cabezas del metatarsiano se deprimen más y la fascia plantar se aprieta aún más, por lo que el arco se vuelve más alto y por lo tanto, se reduce la longitud del pie.

Además de esto, es conocido que tanto la longitud del pie como la altura del arco tienden a aumentar con el aumento de la edad. De hecho, el crecimiento del pie está en sincronía con el cuerpo como un todo, ya que la estatura humana es un complejo anatómico de dimensiones lineales, por lo que la relación entre la altura del escafoides y la estatura puede considerarse como parte del proceso de crecimiento normal, donde las diversas partes del cuerpo aumentan proporcionalmente. Desde el punto de vista estadístico, sin embargo, se puede entender que debido a la correlación positiva que existe entre la estatura y la altura del escafoides, un aumento en la altura del escafoides resulta en un aumento en la altura y estatura del arco también. Sin embargo, es esta la hipótesis que tenemos que tomar con especial precaución, ya que en el caso de individuos con pies de arco bajo, la longitud del pie aumentará anormalmente mientras que la estatura permanecerá normal, y en el caso de individuos con pies de arco alto, la altura del arco habrá aumentado anormalmente y la longitud de pie habrá disminuido mientras que la estatura del individuo permanecerá normal.

Se concluye por tanto que tanto el peso corporal como la posición y las deformidades del arco pueden afectar a la precisión en el estudio forense del pie y sus huellas, siendo por tanto estos aspectos (peso, posición y posibles deformidades) factores que el forense debe de tener en cuenta al calcular las dimensiones del pie.

La oreja como método biométrico de identificación. Club Ciencias Forenses.

Estimados suscriptores y seguidores del Club de las Ciencias Forenses, en esta ocasión les presentamos un resumen del artículo “Human Ear Recognition Using Geometrical Features Extraction”, de los autores Asmaa Sabet Anwar, Kareem Kamal A.Ghany, y Hesham Elmahdy, de la facultad de Informática e Información de la Universidad del Cairo, que presentan un novedoso algoritmo para el reconocimiento de las orejas basado en la extracción de características geométricas de la misma.

Los métodos tradicionales de identificación personal se basan en lo que conoce la persona como PIN, contraseñas, tarjetas de identificación y claves específicas. Estos métodos tienen muchas desventajas, como dificultad para recordar, fácil de perder, falta de seguridad, las tarjetas y las claves a menudo se roban y las contraseñas se pueden descifrar. Debido a la desventaja de los métodos tradicionales de identificación, en los últimos años el reconocimiento biométrico ha recibido una mayor atención por parte de las personas gracias a los avances tecnológicos. Como ya sabemos, la biometría es una tecnología de identificación o verificación basada en el reconocimiento de una característica física e intransferible de las personas, como por ejemplo, la huella digital, el reconocimiento del patrón venoso del dedo o el reconocimiento facial. En general, se cree que la biometría se convertirá en un componente importante de la tecnología de identificación.

En el presente estudio, los investigadores presentan un algoritmo que permite la identificación biométrica a través de las orejas. La oreja humana es una fuente perfecta de datos para la identificación pasiva de personas, ya que es visible, sus imágenes son fáciles de tomar y la estructura de la oreja no cambia radicalmente con el tiempo, además satisface las características biométricas: Universalidad (toda persona tiene orejas), distintividad (no hay dos iguales), permanencia (no cambia en el tiempo) y capacidad de colección (se puede medir cuantitativamente).

La forma de realizarlo es a través de las fases de preprocesamiento, detección de la oreja, detección de bordes, post-procesamiento, extracción de características y finalmente clasificación.

Durante la fase de preprocesamiento, se cambia el tamaño de las imágenes a 272×204 píxeles (dimensiones de las imágenes de la base de datos) y se aplica a la imagen técnicas de alisamiento usando el filtro gaussiano. Posteriormente, se realiza la detección de la oreja especificando todos aquellos puntos de control referentes a elasticidad, rigidez, tamaño, bordes y terminación (registrando un total de siete valores). Se realiza posteriormente una detección de los bordes de la oreja, fase en la cual se detectan los bordes fuertes y débiles, e incluye los bordes débiles en la salida solo si están conectados a bordes fuertes. Finalmente en el post-procesamiento, se eliminan todos los píxeles no deseados y se cierran los contornos y bordes que puedan afectar a la detección.

Una vez ha sido procesada la imagen, en la fase de extracción de características, se detecta el objeto más grande y se obtiene la distancia euclidiana mínima entre cada píxel y todos los píxeles, obteniendo así los límites. El centroide del objeto más grande y la media de la imagen del oído también se toman como valores de características para garantizar la singularidad entre las imágenes del oído, y posteriormente se agregan valores adicionales que mejoran la precisión del reconocimiento.

Para la creación y prueba de este algoritmo, se creó la base de datos del “IIT Delhi Ear” , con fotografías de orejas tomadas a sujetos con edades entre 14 y 58 años. Usando esta base de datos, se realizó el experimento con 50 personas usando para ello 3 imágenes de sus orejas. Los resultados fueron exitosos: 49 casos fueron identificados como verdaderos y tan solo uno de ellos como falso (no se produjo reconocimiento). Esto indica una precisión de reconocimiento de un 98%, tratándose de unos resultados experimentales muy positivos que pueden abrir un camino hacia la posibilidad real de usar la oreja como identificación biométrica en un futuro.

Subjetividad y sesgos en la interpretación forense de las pruebas de ADN. Club Ciencias Forenses.

Estimados suscriptores y seguidores del Club de las Ciencias Forenses, en esta ocasión les presentamos un resumen del artículo “Subjectivity and bias in forensic DNA mixture interpretation”, de los autores Itiel E. Dror y Greg Hampikian, de la Universidad de Londres, que estudian la influencia de los sesgos y la subjetividad en los análisis de ADN.

A día de hoy, la ciencia ha avanzado mucho y se ha convertido en un importante apoyo en el sistema legal. Aceptamos que los seres humanos cometen fallos y por eso elegimos creer la grabación de una cámara de vigilancia antes que el testimonio de un testigo. Y, en esta competición por la credibilidad entre las ciencias forenses, los testimonio y otros, la joya de la corona es la famosa prueba de ADN.

En los últimos años, se ha antepuesto el resultado de esta prueba por encima de cualquier testigo, prueba u opinión de cualquier experto forense. Incluso la Academia Nacional de Ciencias (NAS) hace distinción entre las disciplinas de las ciencias forenses basadas en pruebas de laboratorio y las que son la interpretación de expertos de los patrones observables (como en análisis grafológico, las huellas dactilares, etc.).

Sin embargo, olvidamos que, aunque las pruebas de laboratorio puedan parecer objetivas y carentes de cualquier sesgo, aquellos que son encargados de interpretarlas no lo son. Una prueba de ADN no es tan simple como un código de barras que pasado por una máquina nos delata al culpable, y esa creencia es la que nos lleva a la peligrosa aceptación de dichos análisis sin ningún recelo.

Por ello, el objetivo de este estudio es mostrar la subjetividad que podemos encontrar en los análisis de ADN.  Para ello, se realizó el estudio con 17 analistas cualificados y expertos en la materia que realizan esta misma labor como oficio en laboratorios acreditados. Además, se creó una información contextual como parte del montaje experimental para comprobar si esos datos influían en el análisis. La evidencia de ADN utilizada estaba relacionada con un caso de violación en grupo en el que uno de los asaltantes testificó en contra de los otros sospechosos a cambio de una sentencia menor como parte de su cooperación en un acuerdo de negociación mientras que los otros lo negaron. En este caso, la prueba del ADN era definitiva para condenar a los violadores: sin ella, la declaración del que había confesado sería insuficiente.

Cada uno de los analistas examinó las pruebas de manera independiente y debía dar su veredicto entre los tres posibles: si la prueba no le incriminaba, si no se podía ser incriminado con ella o si no era concluyente.  Si la prueba de ADN fuera objetiva todos los examinadores habrían ofrecido el mismo resultado; sin embargo, lo que encontramos es que un examinador concluyó que el sospechoso “no puede ser incriminado”, 4 examinadores concluyeron “no concluyentes”, y 12 examinadores concluyeron “que la prueba no le incriminaba”. El hecho de que los 17 examinadores de ADN no fueran consistentes en sus conclusiones, por sí mismo, sugiere que hay un elemento de subjetividad en la interpretación del ADN. Si fuera totalmente objetivo, todos los examinadores habrían llegado a la misma conclusión, sobre todo porque todos trabajan en el mismo laboratorio y siguen las mismas pautas de interpretación. Las inconsistencias observadas dentro de los 17 examinadores que llevaron a cabo su análisis sobre la misma evidencia, ‘libre de contexto’, demostraron subjetividad en el análisis de la mezcla de ADN que pueden reflejar diferencias individuales (por ejemplo:  entrenamiento, experiencia, personalidad, y motivación).

Además, encontramos que sólo 1 de los 17 coincidió con el veredicto de los analistas que realizaron la interpretación original para el juicio real. Lo cual demuestra que tener o no los datos de lo que se está analizando influye en el análisis que se realiza de ello. Por tanto, todo indica que, aunque el análisis de ADN es una herramienta realmente importante y útil en este campo, debemos recordar que quienes la utilizan sí son humanos y ellos sí son falibles.

 

La huella de la oreja como método de identificación. Club Ciencias Forenses.

La huella de la oreja como método de identificación. Club Ciencias Forenses.

La huella de la oreja como método de identificación. Club Ciencias Forenses.

Estimados suscriptores y seguidores del Club de las Ciencias Forenses, esta semana les sugerimos un resumen del artículo “Identificación a través de la oreja: un estudio piloto” de los autores Roberto Cameriere de la Universidad de Macerata (Italia), Danilo DeAngelis de la Universidad de Milan (Italia) y Luigi Ferrante de la Universidad Politécnica de Las Marcas (Italia), acerca de los métodos de identificación de personas en las ciencias forenses.

A pesar de que la identificación a través de la huella de la oreja e incluso de imágenes de vídeo de orejas ha sido empleada en los tribunales, normalmente es rechazada porque, tal y como declaró el Tribunal de Apelación holandés: “De acuerdo a la corte el resultado de la investigación (identificación por medio de la huella de la oreja) no encuentra base suficiente en los principios probatorios aceptados”. Bertillon (1896) determinó que cada parte de la anatomía humana, incluyendo la oreja, era tan única que cualquier persona podría ser identificada midiendo y comparando debidamente esa parte del cuerpo. Algunos estudios se han dedicado a establecer la validez de la identificación mediante la oreja, en particular, las impresiones de la oreja. La mayoría de ellos hacen referencia a la fiabilidad de la identificación por la huella de la oreja en base a un proceso de comparación del contorno de la estructura de la oreja y comparaciones de anotaciones anatómicas mediante programas de sofisticados equipos. Los estudios más importantes que utilizan fotografías de orejas para la identificación, se desarrollaron a partir del trabajo de Iannarelli. Creó una escala de 12 puntos de medición llamada el “Sistema Iannarelli”, en el que el oído derecho de los individuos está especialmente alineado y normalizado con las fotografías. Las imágenes se normalizan por ampliación hasta que se ajustan a la plantilla predefinida. La distancia entre cada uno de los puntos numerados se mide y se le asigna un valor numérico entero. El objetivo del presente estudio es analizar las características anatómicas de la oreja más simples, mínimas, y más fácilmente reproducibles que sean de utilidad para la identificación de personas a través de imágenes grabadas por cámaras de vigilancia.

Para el análisis se utilizaron fotografías de la oreja de sujetos italianos (105 mujeres, 118 hombres) de una edad comprendida entre 18 y 60 años. Los sujetos con malformaciones de la oreja o con pendientes, y las fotografías borrosas o poco claras han sido excluidos. Las imágenes se registraron y procesaron con un programa de delineación asistido por ordenador (Adobe Photoshop 7). La orientación de la oreja y la determinación del helix, el antihelix, la concha, y los bordes de los lóbulos se obtuvieron mediante la técnica descrita a continuación. Las imágenes de la oreja se examinaron en alta ampliación, para seguir los bordes de la zona de interés con la herramienta poligonal, que se mueve de un punto a otro sobre el perfil, de modo que el borde seleccionado corresponde a una línea recta trazada por la herramienta poligonal entre dos clics. La imagen de partida es una imagen de la oreja izquierda o derecha desde la vista lateral del perfil de un sujeto. Las mediciones se llevaron a cabo por dos observadores diferentes. La evaluación de la reproducibilidad intra e inter-jueces se comprobó en una muestra independiente de 40 fotografías elegidas al azar (20 sujetos masculinos y 20 femeninos). Se analizó la variabilidad de la muestra mediante la comparación de los números de código obtenidos por el mismo codificador con dos fotografías diferentes de la misma oreja en una muestra al azar de 21 orejas.

En los últimos años, se ha estudiado la identificación de individuos por sus orejas con especial atención a los métodos de análisis de impresiones de la oreja. La mayoría de los métodos aplicados han resultado fiables, excepto las técnicas de procesamiento de imágenes muy complejas, que son difíciles de manejar sin programas de ordenador adecuados. En su trascendental trabajo, Iannarelli propuso un nuevo método basado en la medición de la distancia entre algunos puntos anatómicos. Sin embargo, la ubicación de estos puntos, sobre todo del primero, es difícil de determinar, con el consiguiente aumento de la variabilidad inter-jueces. Como en la mayoría de los métodos de identificación biométrica (por ejemplo, huellas/impresiones de la oreja, huellas dactilares, reconocimiento facial, y pruebas de ADN), las conclusiones categóricas sobre la unicidad son igualmente difíciles de sostener desde un punto de vista científico en el campo de la identificación mediante fotografías de la oreja, incluso cuando se lleva a cabo la superposición directa de las dos imágenes. Aunque la técnica basada en la superposición de dos imágenes de la oreja se considera el método más sencillo y concluyente para identificar una oreja, puede sufrir una ligera variabilidad intra-sujeto. Además, siempre se ha de tener en cuenta la característica de la “distancia” entre el auténtico órgano tridimensional y su imagen en dos dimensiones, al igual que la pérdida de información de la imagen. Asimismo, un fallo en la superposición puede producir un número significativo de falsos negativos. Los autores concluyen afirmando que la singularidad de la oreja sólo puede inferirse tras desarrollar un modelo de patrones del oído externo y estimar la probabilidad de ocurrencia de la singularidad en la población. En la misma línea, se ha expuesto la distribución del helix, la concha, el lóbulo, y el antihelix, expresada en partes de la oreja. En este estudio, se propone una técnica para la identificación de personas basado en características anatómicas sencillas y reproducibles de la oreja. Con respecto a los falsos positivos, el método muestra una alta especificidad, aunque sólo se ha examinado un pequeño número de características anatómicas. En futuras investigaciones se podría tratar de estudiar la diferencia entre un conjunto cerrado o abierto. Los resultados alcanzados y la facilidad con la que se puede analizar el limitado número de características anatómicas fomentan el uso de este método para identificar imágenes de la oreja obtenidas de las cámaras de vigilancia. Por ejemplo, el método aquí propuesto podría aplicarse con otras características cualitativas, como tubérculos de Darwin, lunares, piercings, y otros detalles minuciosos.

Fundación Universitaria Behavior & Law – Club de Ciencias Forenses

Traducción y edición: Leticia Moreno

Identificación de las regiones de la cara en los escenarios forenses. Club de las Ciencias Forenses.

IDENTIFICACION DE LAS REGIONES FACIALES. CLUB DE LAS CIENCIAS FORENSES.

Identificación de las regiones faciales. Club de las Ciencias Forenses.

Estimados amigos del Club de las Ciencias Forenses, en esta ocasión les invitamos a disfrutar del interesante artículo elaborado por Pedro Tome, Julián Fierrez, Rubén Vera-Rodríguez y Daniel Ramos, todos ellos integrantes del Biometric Recognition Group – ATVS de la Universidad Autónoma de Madrid, que versa sobre la importancia en el campo forense de la identificación de las regiones de la cara. Efectivamente, el reconocimiento automático de la cara ha sido un ámbito de análisis forense muy estudiado a lo largo de las últimas décadas. Este interés se debe, sobre todo, a la facilidad de toma de muestras, y a la importancia de la aplicación biométrica en cada vez más numerosos escenarios, como el control de acceso, la videovigilancia, el pasaporte o el permiso de conducir. Dentro del ámbito forense sirve incluso para probar, o no, la culpabilidad de un sospechoso, utilizándose por el sistema judicial.
Es cierto que tanto el ADN como las huellas dactilares son los dos métodos más fiables de identificación en ciencias forenses, pero la tecnología de reconocimiento automático del rostro está avanzando enormemente en los últimos años, pudiendo determinar la identidad de una persona, incluso en imágenes de vídeo vigilancia. Así, la mejora de estas técnicas es uno de los objetivos actuales del Programa de Identificación de Próxima Generación del FBI.

Cierto es, que todavía hay que mejorar mucho la investigación y su técnica, sobre todo en el área de la videovigilancia, ya que son muchas las variables que están presentes a la hora de realizar, por este método, un reconocimiento facial. Los principales sistemas de reconocimiento de caras están diseñados para que sean capaces de comparar rostros completos, pero en la práctica los investigadores forenses se encuentran que pocas son las ocasiones en las que se dispone de una cara completa para realizar dicha comparativa. Así, se demuestra la importancia del análisis y comparación morfológica exhaustiva de una parte concreta del rostro, dentro del análisis forense (nariz, boca, ojos, cejas… o rasgos como marcas, lunares o arrugas). De hecho, cuando los examinadores forenses comparan dos imágenes de la cara, no solamente se centran en la similitud global de los rostros, sino que llevan a cabo una comparación morfológica de las diferentes partes de la cara (nariz, boca, cejas…). Así, podemos preguntarnos en qué medida cada región de la cara puede ayudar a la identificación de una persona, mediante la utilización de una base de datos.

Con todo, los autores de este artículo se preguntan, ¿cuáles son las zonas más discriminativas de la cara, en su reconocimiento?

El primer paso se centra en extraer un conjunto predefinido de puntos de referencia antropométrica, bajo dos configuraciones distintas, manual y automática. Esta tarea es complicada debido a la gran variabilidad de apariencias faciales. Se utiliza el Luxand FaceSDK, que es capaz de detectar automáticamente 65 puntos de referencia faciales. A continuación, se seleccionan puntos de referencia de cada región facial (cejas, ojos, nariz, boca y barbilla) y se eliminan el resto. Los 13 puntos de referencia faciales fueron seleccionados siguiendo los protocolos de reconocimiento forense del rostro utilizado por la Guardia Civil. En el enfoque manual, además de los 13 puntos de referencia, se marcan hasta 21 puntos, incluidos los oídos y el extremo superior de la cabeza. A continuación se realiza la extracción de las proporciones faciales, hasta 15 regiones faciales. El segundo extractor, basado en rasgos faciales antropométricos, nos ayuda a extraer regiones faciales con mayor precisión. Una región facial se extrae mediante la estimación del centro entre cada uno de los dos puntos de referencia faciales por rasgo facial, generando un cuadro delimitador que contiene la región facial concreta. Este procedimiento se sigue con las 15 regiones faciales forenses delimitadas.

Los autores, utilizaron una colección de fichas policiales y un circuito cerrado de televisión, y los rostros de 130 sujetos de dos bases de datos diferentes, la SCface y MOPRH. El SCface (surveillance cameras face database) es una base de datos de imágenes estáticas de rostros humanos con 4.160 imágenes, correspondientes a 130 sujetos.

Con todo, se observó que en todos los casos el rendimiento del reconocimiento de las regiones faciales depende de la distancia a la que se adquirieron las imágenes. Las tres regiones faciales mejores con alto poder de discriminación en la corta distancia son la cara, la nariz y la frente. Sin embargo, en la media distancia, el mejor rendimiento se logra por la frente. Esta región facial, la frente, adquiere un importante papel en los escenarios con una distancia similar a la existente en el visionado de un circuito cerrado de televisión.

Club del las Ciencias Forenses

Traducción: Nahikari Sánchez.

Edición: Belén Alcázar.