Машина времени: как учёные реконструируют внешность людей прошлого?

Недавно российские учёные при помощи новейших методов восстановили внешность группы партизан, чьи останки были найдены в Ленинградской области. И это не единственный успех. Технологии реконструкции позволяют заглядывать в прошлое с невиданной наглядностью и достоверностью — почти как на машине времени! 

Этих людей давно нет в живых. И то, что вы видите — не фото и не прижизненные портреты. Имена неизвестны, но характерные черты лица учёные восстановили по костям, найденным 2 года назад вот здесь — в Ленинградской области, недалеко от деревни Нурма. Руководитель поискового отряда Андрей Журавлёв рассказывает, что здесь, предположительно, находилась братская могила.

В этом районе, где шли активные боевые действия, раскопки ведутся до глубокой осени. Сначала поисковики пускают в ход щуп — им протыкают землю и прислушиваются. По звуку определяют, на что наткнулись — это дерево, кость или просто камень.  Сориентироваться помогает и металлоискатель. Пищит — значит, под землёй может быть каска, осколок снаряда или что-то поменьше.

«Морковкой» поисковики называют маленький металлоискатель для точечных розысков. Часто попадается просто мусор. Но все ценные экспонаты местного музея найдены именно так. Ну а если обнаружена каска, значит, где-то рядом, скорее всего, останки – и есть надежда, что погибший солдат не останется неизвестным. Проще, если сохранился нагрудный медальон с именем. Но их многие не носили — считали дурной приметой. Надежду на идентификацию в таких случаях дают технологии восстановления внешности.

Здесь, в Институте этнологии и антропологии РАН, работают последователи Михаила Герасимова — автора первой методики пластической реконструкции. Он изучал, как толщина мягких тканей лица зависит от рельефа и строения костей черепа — и нашёл общие закономерности. В итоге там, где обычные люди видят просто скелет, исследовательница Юлия Рожковская (работы идут при поддержке Российского научного фонда) уже определяет крепкого 35-летнего мужчину.

Но самая важная и кропотливая работа — это детальный анализ черепа: от этого зависит точность будущего портрета. Параметры позже внесут в специальную программу, которая высчитает прижизненные размеры головы. Кости тщательно измеряют, выявляют повреждения и особенности строения.

Дальше подключаются 3D-технологии: череп сканируют, делая его виртуальную копию. Главный научный сотрудник центра физической антропологии института этнологии и антропологии РАН, д.и.н Елизавета Веселовская объясняет, что восстановление облика проводится на основании  плоскостного изображения черепа. Чёткий профиль, чёткий фас.  На в плоскостных изображениях черепа строятся уже контуры мягких тканей лица тоже в ракурсе фас и в ракурсе профиль.

Контуры вычерчивают вручную, каждый раз сверяясь с размерами и структурой костей — от них зависит толщина кожи, мышц и жировой прослойки. На спинке носа этих мягких тканей всего 2 мм, а там, где жевательные мышцы, уже несколько см. Финальные штрихи дорабатывают в фоторедакторе, поэтому некоторые изображения так похожи на ретро-снимки.

Используя те же закономерности, можно создавать и объёмные фигуры. Для этого череп покрывают скульптурным пластилином разной толщины, формируя черты лица. А после — изготавливают гипсовую или пластиковую копию. Но насколько точны результаты? Изобретатель методики Михаил Герасимов создал около 200 скульптурных реконструкций людей из разных эпох! Но у Фёдора Ушакова и Ивана Грозного фотографий не было. С чем сравнивать? Задавшись таким вопросом, мы, кажется, придумали для метода изящный тест.

Смогут ли учёные, пользуясь своим методом, восстановить внешность нашего ведущего? Когда они налепят мягкие ткани, будет ли похоже? Чтобы получить модель своего черепа, Сергей сделал компьютерную томографию головы на приборе, который обычно используют стоматологи. Полимерную копию потом распечатали на 3D-принтере с мельчайшими подробностями строения костей. Её мы и передали антропологам — разумеется, не сказав, кому принадлежит оригинал. Что у них получилось? Узнаем через несколько минут.

Обликом в некоторых случаях работа по реконструкции не ограничивается. В одном из репортажей для новостей НТВ наш коллега Алексей Квашенкин рассказал, как учёные по осколкам черепа воссоздали целую историю человека, погибшего ещё во времена нашествия Батыя в Ярославле. Этническую принадлежность, цвет глаз, волос и кожи определили по тесту ДНК. Анализ кости показал высокое содержание меди — мужчина, возможно, занимался ювелирным ремеслом. А потом при помощи нейросетей он сам рассказывает свою историю на древнерусском.

И это не единственный пример. Благодаря искусственному интеллекту нам с экрана теперь улыбается, словно живая, Ингигерда — жена Ярослава Мудрого. А что, если прошли не сотни, а тысячи лет? И черепа под рукой вообще нет? Например, мумии: скелеты находятся глубоко внутри саркофагов или плотно обёрнуты погребальными тканями. На помощь опять приходит компьютерная томография — именно так (практически как в нашем эксперименте) учёные из Мельбурнского университета смогли добыть копию черепа древней египтянки. Египтолог д-р Джанет Дэйви говорит, что это фантастический способ заглянуть под пелёнки мумии. Можно определить плотность костей, их толщину и проникнуть внутрь тела. 

Дальше череп мумии распечатали на 3D-принтере. В итоге — и музейный образец цел, и внешность женщины, жившей около 2000 лет назад, восстановили. А недавно удалось показать (немало шокировав публику) и истинный облик Тутанхамона — властного фараона с несметными богатствами. Портрет у реконструкторов вышел довольно прозаичный — кривые зубы, маленький подбородок, вытянутый череп и неправильный прикус. Совсем недавно один из членов той же команды, бразилец Сисеро Мораес, воссоздал даже лицо Санта-Клауса. Точнее, его прототипа — епископа Николая Мирликийского. С которого и началась легенда о седовласом старике с подарками. Лицо выглядит как настоящее, хотя вопрос — стоило ли портить сказку прозой. У того же учёного, между тем, виртуально ожили и Данте, и Бах, чешский святой Адальберт Пражский, и наш Иван Грозный. 

Интересно, что копия царского черепа у бразильца была, конечно, та же, что в советское время у Герасимова, но результат получился другим — не таким суровым. Свобода интерпретации, конечно, остаётся. И понять, кто был ближе к оригиналу, мы вряд ли сможем — сравнить-то не с чем. Прижизненных портретов правителя, написанных с натуры, не осталось. Только более позднее творчество. Как минимум в этом смысле ведущий «Чуда техники» лучше, чем царь. Пора узнать результаты нашего эксперимента — в ходе которого мы отсканировали его череп и отдали на восстановление внешности учёным. 

По выпирающей вперёд челюсти специалисты предположили пухлые губы. А по выступающим частям лица — оценили расположение глаз. Мы бы сказали так: у метода ещё есть огромный потенциал для развития и совершенствования. И, несмотря ни на что, он считается на данный момент самым точным, и именно им пользуются все антропологи мира. Учатся они, кстати, тоже на распечатанных 3D-копиях черепов. Это и правда не самый простой этап. Как признаётся антрополог Елизавета Веселовская, кости хоть и могут рассказать многое, но далеко не всё.

Морщинки, родинки и веснушки тоже не зависят от костей. А цвет глаз, волос и кожи поможет выявить только тест ДНК. Именно совокупность всех технологий, когда это возможно, помогает восстановить самую полную картину и действительно заглянуть в прошлое — поняв, наверное, главное: наши давние предки были такими же людьми, как мы. С похожими мыслями, проблемами и внешностью.

Кстати, если вы узнали в этих реконструированных лицах своего родственника, погибшего во время Великой Отечественной под Ленинградом — пишите нам на электронную почту и присылайте фотографии. Может быть, случится чудо — и погибшие солдаты не останутся неизвестными.

Благодарим за помощь в подготовке выпуска:

• Институт Этнологии и Антропологии РАН за подробный рассказа о процессах восстановления внешности и готовность поучаствовать в нашем эксперименте и съёмках сюжета; 
• Поисковой отряд «Ягуар» за проведение поисковых мероприятий и помощь Российской науке. А также лично Андрея Журавлева за информационную поддержку сюжета и весь отряд за участие в съёмке программы; 
• Стоматологическую компанию GREEN DENT за огромный вклад в создании сюжета. С помощью современного оборудования провели сканирование черепа Сергея Малозёмого и распечатали точную копию на 3D принтере;
• Известного графического дизайнера из Бразилии Сисеро Мораеса специализирующегося на реконструкции лиц в научных целях за участие в съёмках сюжета. 

Полный выпуск «Чуда техники с Сергеем Малозёмовым» от 9 февраля доступен по ссылке

Все полные выпуски программы «Чудо техники» находятся здесь