Ivan Shirobokov

The study is dedicated to analyzing inter-observer disparities in age estimations based on skeletal remains of varying completeness. Five anthropologists estimated the sex and age of a series of skeletons from two burial grounds of the Okunev culture (Khakassia, Early Bronze Age). Age estimation was conducted in two variants: 1. according to traditional methods used by physical anthropologists; 2. using the “Transition Analysis 3” (TA3) free software, which is based on a random generalized linear model trained on documented information about age-related variability of dozens of features. The intraclass correlation coefficient (ICC) was utilized as a measure of agreement between the assessments. The results indicate a high consistency of assessments obtained within both approaches, with an advantage for TA3. The new method also reveals an additional advantage in estimating the age of individuals older than 50 years. The higher consistency of TA3 assessments is likely explained by the standardized procedure of recording numerous skeletal features with a limited number of options. The consistency of age-at-death structure assessments for the sample as a whole is also noticeably higher when using TA3 compared to the traditional approach. However, in this case, the larger age intervals proposed by TA3 compared to subjectively assessed intervals in the standard approach likely play a key role. Sex assessments coincided among participants in 19 out of 23 (83%) cases. A comparison of morphological and genetic sex estimations obtained for 9 skeletons revealed an average agreement in 84% of cases.

Введение. В настоящее время существует не менее двухсот алгоритмов определения пола по черепу, основанных на статистическом анализе дискретных, линейных, угловых признаков и их комбинаций. И все же многие антропологи предпочитают опираться на личные визуальные наблюдения. Задачи настоящего исследования состоят в изучении возможных причин предпочтения визуального подхода, а также в анализе сравнительной эффективности визуальных и статистических оценок пола по черепу. Материалы и методы. Исследование опирается на анализ публикаций, посвященных методам оценки пола по черепу, вышедшим за последние 70 лет. Сопоставление оценок точности проводилось при помощи непараметрических тестов с учетом различий в статистических методах, подходах к валидации результатов (без валидации, перекрестная проверка, независимое тестирование) и системах фиксации признаков (балловые признаки, краниометрия, геометрическая морфометрия). Результаты. Общие причины недоверия к алгоритмам заключаются в завышенных ожиданиях относительно их возможностей, большей предвзятости к ошибкам, совершаемым моделями, чем совершаемым людьми, отсутствием контроля над классификацией. При этом алгоритмы, как правило, превосходят экспертов в прогнозировании целевой переменной. Средняя точность визуальных оценок пола по черепу несколько ниже оценок статистических моделей и отличается заметной вариативностью. Точность оценок опытных антропологов близка к средним показателей таковой у моделей. Однако эффективность алгоритмов заметно снижается в случае их применения к сериям, отличающихся по своему происхождению от обучающей выборки, особенно при работе с краниометрическими показателями. В значительной части исследований размер обучающих выборок недостаточен для надежной оценки эффективности моделей, а соотношение полов искажено в пользу мужских черепов, что приводит к некоторому завышению точности их определений. Эффективность моделей может также снизится из-за погрешностей при фиксации балловых признаков, причем оценка межисследовательских расхождений не позволяет определить их влияние на точность модели. Заключение. Несмотря на обширную библиографию, сегодня по-прежнему сохраняется дефицит данных как о точности визуального подхода к оценке пола, так и о надежности моделей с заявленной высокой эффективностью. Внедрение гибких методик, позволяющих исследователям самостоятельно контролировать как отбор признаков, так и состав обучающей выборки, поможет преодолеть неприятие алгоритмов и повысить качество определений.

The study is devoted to the possibilities of applying machine learning methods to determine sex from craniometric features when working with materials from archaeological excavations. Specific feature of such materials are subjectively estimated sex and age characteristics of individuals. The main object of the analysis was the sample measured by V.P. Alekseev and including 258 skulls (137 males and 121 females), characterizing the Russian population of the European part of Russia in the 17th - 18th cc. As a test sample we used a group of skulls of Russians of documented sex and age registered in several collections of the Kunstkamera Museum collections, also measured by V.P. Alekseev. The series includes 89 male and 10 female skulls, which came to the museum from the Military Medical Academy in 1911-1914 thanks to the activity of the Russian anatomist K.Z. Yatsuta. Models were trained, validated, and tested using four different methods. These included discriminant analysis, logistic regression, random forest, and support vector machine. In their composition established a group of 5 features, which have the highest differentiating ability: 1, 40, 43, 45, 75(1). When both sets of traits were used for the models, similar performance measures were obtained. According to the results of cross-validation, on average, all four models accurately predicted the sex estimates given by V.P. Alekseev in 85-88% of cases. When the models were applied to the test sample, the proportion of accurate classifications did not change and was 87-88%. At the same time, machine learning methods did not reveal any noticeable advantages in the level of classification accuracy over linear discriminant analysis. In general, the efficiency of the obtained models corresponds to the average value of the indicators calculated from the materials of 80 publications (86%). It is likely that the skulls whose sex cannot be correctly classified either by models or by visual assessment are overlapping sets, which have some common morphological features that bring them closer to members of the opposite sex. Application of the models to the skulls from the test sample, re-measured by the author, revealed some deterioration of the model performance in all four cases. The decrease in the proportion of accurate classifications is mainly due to discrepancies in the estimation of the nasal protrusion angle, as well as subjective errors in size estimation with insufficient preservation of the skulls and atrophy of the alveolar process.

Проведена оценка возможного влияния миграционного фактора на палеодемографические характеристики выборок русских Нового времени. Материалами для анализа послужили 64 скелетных серии, происходящие преимущественно из раскопок городских кладбищ XVII-XIX вв. Показано, что выборки с территории Сибири отличаются значительно более высоким процентом детей, а также относительно низкой долей индивидов зрелого возраста среди взрослых по сравнению с выборками европейской части России. В целом выявленные различия совпадают с различиями между выборками «первопоселенцев» и «старожилов» независимо от территории проживания. Одна из основных причин специфичности палеодемографической характеристики сибиряков заключается в особенностях половозрастного состава переселенцев и в более высоких темпах прироста населения к востоку от Урала. Обнаружены существенные расхождения в оценках ожидаемой продолжительности жизни, основанных на палеодемографических значениях индекса ювенильности и данных официальной статистики XIX века. Вероятнее всего, они обусловлены расхождениями между возрастными распределениями обитателей сельских и городских поселений, а также недостаточной репрезентативностью скелетных серий. Показано, что в среднем в выборках из военно-административных и промышленных поселений выше доля людей активного трудоспособного возраста, чем в сельских группах. Это объясняется как различиями в половозрастном составе живого населения, так и относительно высокими коэффициентами смертности отдельных возрастных групп, проживавших в поселениях указанных двух типов.

Проблема достоверности палеодемографических характеристик почти не обсуждается в современной российской антропологии, хотя ее актуальность не вызывает сомнений. Об этом свидетельствует анализ возрастного распределения умерших, основанный на антропологических данных из раскопок городских кладбищ XVII-XIX вв. Для сравнения использованы материалы официальной статистики второй половины XIX в. Форма возрастного распределения по данным палеодемографии на протяжении XVII-XIX вв. существенно не изменялась. Распределение характеризуется сниженным средним возрастом смерти взрослых индивидов, пониженным числом индивидов моложе 5 лет и старше 50 лет, повышенной долей индивидов от 20 до 50 лет. Зафиксированы систематические различия между распределениями возрастных групп в палеодемографических выборках разного пола. Доля молодых женщин значительно выше, а пожилых меньше по сравнению как с мужским распределением, так и исторически зафиксированным для женщин XIX в. Показано, что расхождения между данными двух групп источников могут быть объяснены рядом независимых факторов. В их числе: нерепрезентативность археологических выборок, различия в сохранности скелетов разных возрастных групп, систематическая ошибка в определении возраста. Показано, что коррекция возрастного распределения при помощи поправки, основанной на анализе независимых антропологических данных, позволяет приблизить картину возрастного распределения умерших к исторически зафиксированной.

Палеодемография русского населения Сибири и европейской России в XVII-XIX вв. // Краткие материалы XVIII Международной Западносибирской археолого-этнографической конференции: «Западная Сибирь в транскультурном пространстве Северной Евразии: итоги и перспективы 50 лет исследований ЗСАЭК» (2020 г., Томск, Россия). Электронный ресурс, режим доступа: http://zsaek.tsu.ru/sites/default/files/webform/Широбоков_Тезисы%202020.pdf

В 2014 году в центре Петербурга были обнаружены коллективные захоронения 255 человек, датирующиеся началом 18 века. Останки принадлежали мужчинам разного возраста без следов насильственной смерти. Анализ травм и возрастного состава погребенных позволяют предположить, что скелеты принадлежали работным людям, крестьянам, отбывавшим повинность на строительных работах. Проведено сопоставление краниометрических данных погребенных и сравнительных выборок из регионов, население которых в соответствии с опубликованными историческими источниками привлекалось к работам в разные годы. Выдвинуты предположения об узкой датировке погребений: 1706 или 1708-1711 гг.

Анализ главных компонент часто используется краниологами для оценки однородности выборок, но до сих пор не существует общепринятого подхода к интерпретации его результатов. Для проведения такой оценки была создана модельная группа, включающая 600 черепов и отвечающая параметрам однородной выборки (признаки имеют нормальное распределение, а корреляции между ними близки к ожидаемым). Из модельной группы было сформировано 100 случайных выборок разного размера (200, 100, 50, 30, 20 и 10 черепов), для каждой из которых проведен анализ методом главных компонент по набору из 14 краниометрических параметров. Выявлены закономерности в средней величине нагрузок признаков на первые две главные компоненты и определена изменчивость дисперсий. Первые компоненты могут быть обозначены как фактор общего размера и фактор формы лицевого скелета соответственно. Проведена проверка эффективности использования стандартных показателей при анализе краниологический серий, различающихся по типу формирования: локальных групп из единичных могильников; территориальных групп, предположительно относящихся к одной популяции; смешанных выборок из разных популяций, формирование которых протекало на исторически связанных территориях. Показано, что при условии отсутствия внешних (неантропологических) дифференцирующих признаков, метод главных компонент не позволяет разделить серии разных типов. Метод главных компонент не имеет преимуществ в оценке однородности выборок перед попарным сопоставлением корреляций и изменчивости исходных показателей, потому что является средством оптимального сокращения числа переменных, а не способом выявления комплексов краниометрических признаков, имеющих определенный морфологический смысл.

По результатам анонимного опроса большинство физических антропологов считает, что учитывает возможное влияние размера выборки на результаты исследования. Анализ более двухсот русскоязычных исследований по краниологии, опубликованных с 2000 по 2018 год, показывает, что это утверждение справедливо лишь частично. Как правило, объектом краниологических исследований становятся выборки с небольшой численностью. Чем меньше выборка, тем выше вероятность отклонения ее характеристики от реальной характеристики генеральной совокупности, однако чувствительность исследователей к репрезентативности выборки носит ограниченный характер. Определены методы анализа, использование которых сопряжено с риском принятия случайных характеристик в качестве репрезентативных. Показано, что при оценке различий выборочных и ожидаемых значений внутригрупповых дисперсий, корреляций между признаками, а также коэффициентов полового диморфизма авторы в большинстве случаев игнорируют необходимость использования статистических критериев. Некоторые исследователи продолжают применять в анализе индивидуально-типологический подход, игнорируя индивидуальную и эпохальную изменчивость признаков. Предполагаемая причина популярности подхода заключается в том, что он повышает вероятность обнаружения морфологического сходства между различными популяциями. Преобладающая часть связей будет иметь случайный характер, но часть из них обнаружит подтверждение со стороны независимых систем признаков. В целом cтепень уверенности исследователей в результатах анализа лишь отчасти зависит от размера выборки и в значительной степени определяется возможностью интерпретировать данные в известном им контексте.

Статья посвящена анализу краниологической характеристики жителей Томска XVII–XVIII вв. в контексте недавних исследований Д.В. Пежемского. Показана принципиальная невозможность проверки гипотезы о межисследовательских расхождениях в фиксации краниометрических признаков у томичей между С.М. Чугуновым и В.А. Дремовым путем оценки различий между средневыборочными значениями признаков при помощи t-критерия. Показана некорректность статистического тестирования значимости различий между морфологическими типами, выделяемыми на основе визуальной или статистической оценки. При помощи расчета расстояний Махаланобиса (D2) выделена группа краниологических серий с территории Прикамья, Урала, северных и центральных областей европейской части России, морфологически близких к томской выборке. Дано историческое обоснование неслучайности выявленного межгруппового сходства жителей Томска, Прикамья и Урала, по всей видимости, являющегося результатом включения в состав выборок одних и тех же групп переселенцев, связанных своим происхождением с территорией Центрального и Восточного Поморья. Это объяснение является наиболее вероятным даже с учетом того обстоятельства, что изменчивость краниометрических показателей локальных групп населения Поморья по-прежнему изучена недостаточно.

Участники поискового движения России теоретически должны обладать базовыми знаниями об анатомии человеческого скелета, а также возрастной и половой изменчивости костей. На практике знания поисковиков в этой сфере зависят исключительно от личной заинтересованности в изучении предмета. Результаты тестирования, в ходе которого исследовалась способность поисковиков пользоваться графическими схемами определения пола и возраста, оказались достаточно низкими. Оценки характеризуются не только чрезвычайной вариативностью, но и часто плохо соотносятся с предложенными к анализу схемами. Более опытные поисковики в среднем оказались более точными в оценках. Вероятно, это обстоятельство в большей степени связано с их большей концентрацией на поставленной задаче, нежели обусловлено реальным позитивным опытом сопоставления характеристик скелета и паспортного возраста человека. Несомненно, неудовлетворительные результаты отчасти объясняются условиями проведения тестирования — массовым скоплением большого числа людей, звуковым фоном в зале, временными ограничениями мероприятия. В целом мероприятие оказалось красноречивым свидетельством низкой эффективности групповых занятий, посвященных антропологическим методикам, для лиц, не специализирующихся в области антропологии.

The Mezmaiskaya cave is located on the North Caucasus near the border that divides Europe and Asia. Previously, fossil remains for two Neanderthals were reported from Mezmaiskaya Cave. A tooth from the third archaic hominin specimen (Mezmaiskaya 3) was retrieved from layer 3 in Mezmaiskaya Cave. We performed genome sequencing of Mezmaiskaya 3. Analysis of partial nuclear genome sequence revealed that it belongs to a Homo sapiens neanderthalensis female. Based on a high-coverage mitochondrial genome sequence, we demonstrated that the relationships of Mezmaiskaya 3 to Mezmaiskaya 1 and Stajnia S5000 individuals were closer than those to other Neanderthals. Our data demonstrate the close genetic connections between the early Middle Palaeolithic Neanderthals that were replaced by genetically distant later group in the same geographic areas. Based on mitochondrial DNA (mtDNA) data, we suggest that Mezmaiskaya 3 was the latest Neanderthal individual from the early Neanderthal's branches. We proposed a hierarchical nomenclature for the mtDNA haplogroups of Neanderthals. In addition, we retrieved ancestral mtDNA mutations in presumably functional sites fixed in the Neanderthal clades, and also provided the first data showing mtDNA heteroplasmy in Neanderthal specimen.

Книга рассказывает о Георгии Владимировиче Пионтеке (10 марта 1928 г. - 2 июня 2005 г.) - архитекторе-художнике, этнокультурологе, настоящем подвижнике, - и о главном деле его жизни: беспрецедентном по масштабу проекте Культурно-просветительского, научно-исследовательского, историко экологического и учебного центра - национального (международного) Парка-музея «Человек и Среда», который был включён в Генеральный план развития Ленинграда и Ленинградской области на 1985-2005 гг., но так и не был воплощён в жизнь.
Книга вышла в свет в дни 30-летия принятия решения ЦК КПСС и Советом Министров СССР о включении проекта Парка-музея в Генеральный план развития Ленинграда и Ленинградской области на 1985-2005 гг., и в преддверии 90-летия со дня рождения Георгия Владимировича Пионтека - этого удивительного и самоотверженного человека, изучение всего богатства духовного наследия которого ещё далеко от своего завершения.

The article is dedicated to the results of studying cremated human remains from excavations at the Oglakhtinsky burial site, conducted in 1969, 2020, and 2021. The majority of these remains originate from collective burials, wherein unburned complete skeletons or scattered bones were found. In most cases where sex and age of the deceased could be determined, the cremated remains belonged to adult males, with one instance revealing the burial of an adolescent aged 11-18 years. The quantitative characteristics of the study divide the assemblages into two groups: 1. large assemblages, with a weight exceeding 800 g, approaching the lower boundary of the expected weight of a cremated adult human skeleton; 2. small assemblages (less than 400 g), indicating the interment of only a portion of the cremains. The large assemblages exhibit a lower relative proportion of identified cranial bones and a higher proportion of small (<5 mm) fragments, whereas the small assemblages are characterized by relatively larger fragment sizes with a high variability in the quality of incineration. The characteristics of the remains are consistent with the hypothesis that cremation was carried out shortly after death. However, certain bone fragments display signs of delayed cremation, indicating an extended period after death during which the remains were accessible to rodents and soft tissues were partially deteriorated. Among these indicators are bite marks on one of the metacarpal bones, as well as color variations in certain long bones and cranial vault bones: the inner plate shows traces of more intense charring compared to the outer plate. Overall, the results suggest a certain variability in cremation ritual practices among the Tashstyks, both in the initial stage spanning the time from death to cremation, and in the stage of placing the remains in the grave, possibly involving post-burial manipulations with the remains.

As a rule, when examining cremations, only some remains can be identified whereas the total weight of fragments and specific parts of the skeleton has high variability and almost in all cases is less than would be expected based on observations in crematoria. This study is aimed to develop a method for assessing probability of the selective approach to collection of cremated remains for subsequent burial in a grave. Since initial weight of specific cremated bodies is unknown, bone fragments are of different size, and the bones continue to disintegrate while the number of elements in the general population and the sample cannot be strictly determined, accurate estimation of probability is not possible. Still, we can attempt to make calculations for a certain pre-set range of values. The most reliable results can be obtained through analysis of skull bones since their expected share of identified fragments against the total weight of the skeleton is relatively high (13–20 %) and smaller fragments can be rather easily identified. The paper offers a model for rough estimation of random variation in the share of skull bones for the samples of different size based on the hypogeometric probability formula.

Дополнительные материалы к еще не вышедшей публикации, посвященной точности методов оценки пола по черепу.

В тех случаях, когда в исследовании приводятся результаты тестирования разных наборов признаков, рассмотренных в рамках одного метода, учитывались максимальные из достигнутых показатели. В случае, если автор использовал в анализе несколько различных статистических методов, в базу включались результаты каждого из них. Если публикация посвящена результатам тестирования нескольких ранее предложенных моделей, полученных при помощи одного статистического метода, но основанных на разных наборах признаков, учитывались оценки точности тех из них, которые демонстрировали максимальную эффективность по результатам исходного анализа.

http://camera-praehistorica.kunstkamera.ru/en/online_databases

This publication opens a series of databases of individual craniometric measurements relating to collections owned by the Museum of Anthropology and Ethnography (Kunstkamera) in Saint-Petersburg and by other institutions of Russia. The present database relates to 3139 recent human crania (2209 male and 930 female) representing 16 ethnic groups. They come from various regions of eastern and northeastern Europe including European Russia, Finland, Estonia, Latvia and Belorussia. The texts are in Russian and in English. The publication is destined for those studying the population history of the respective regions and aspects of cranial morphology.

В сборнике в честь юбилея выдающегося российского антрополога Генриэтты Леонидовны Хить представлены статьи ее коллег и друзей. Тематика исследований отражает основные научные интересы Г.Л. Хить, в числе которых дерматоглифика и популяционные аспекты физической антропологии. Книга рассчитана на антропологов, историков и археологов, а также представителей смежных дисциплин.

Дерматоглифическое тестирование сегодня называют лженаучным, а занятых в этой сфере предпринимателей принято сравнивать с хиромантами и астрологами. Однако тестирование является не только основанной на обмане коммерческой услугой, но и побочным результатом развития исследований, обосновывающих целесообразность использования папиллярных узоров кисти в прогнозировании психических и физических способностей человека. Наиболее близкие параллели современным прогностическим исследованиям в дерматоглифике обнаруживаются не в хиромантии, а в френологии. Оба направления обнаруживают, по меньшей мере, шесть общих признаков. В их числе: интерес со стороны научного сообщества и частичная научная институализация; притязания на роль универсальных инструментов прогнозирования врожденных способностей человека; проблема научной обоснованности; отсутствие реальных оценок прогностической ценности методов; популярность методов среди криминалистов; выделение группы предприимчивых исследователей и коммерсантов, использовавших идею для организации мошеннического бизнеса.

Почему дактилоскопические формулы у серийных убийц и тверских карел являются в одинаковой степени редкими? Что общего между типами пальцевых узоров и соревнованиями по бегу, устроенными по нечестным правилам? Каким образом статистический анализ выборки, включающей три миллиона человек, может привести к ложным результатам? Ответы на эти вопросы Вы узнаете из статьи, посвященной прогностическим возможностям исследования дактилоскопических формул, рассмотренных с позиций физической антропологии и здравого смысла.

Статья была первоначально подготовлена для сборника по антропологии русских, который должен был выйти в стенах ИЭА РАН еще в 2015 году. Сборник не вышел до сих пор (конец 2023 года), и я забрал статью.

В статье представлены результаты изучения признаков дерматоглифики в 36 локальных выборках русских европейской части России. Вариативность признаков в группах южных и особенно северных районов заметно выше, чем в центральном регионе. Величины некоторых признаков (частоты отдельных типов пальцевых и ладонных узоров) коррелируют с географическим расположением групп. Для антропологической характеристики русского населения в европейской части России термины «направленная изменчивость», «повышенная дисперсия» являются более корректными, чем обычно используемое понятие «однородность». С помощью интеграции данных дерматоглифики и краниологии обнаружена согласованная вариативность обеих систем признаков. Вектор юго-запад – северо- восток соответствует направлению максимальной антропологической дифференциации групп.