Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В отчетном году выполнена серия исследований, направленных на изучение эффективности различных методов оценки пола и возраста на материалах краниологической серии начала 20 века с задокументированным полом и возрастом. Исследования включали в себя как непосредственное тестирование ряда традиционных и современных методик, используемых отечественными и зарубежными физическими антропологами, так и анализ возможных путей снижения систематической и абсолютной ошибок при оценке возраста. Участники проекта провели независимую оценку возраста в серии из 150 черепов с использованием субъективно-визуального подхода и формализованных методов, включая методики Меиндла – Лавджоя, Ачади – Немешкери, В.Н. Звягина, а также нейросетевых инструментов DRNNAGE и AgeEST. Выявлено отсутствие систематических различий между субъективно-визуальными методами оценки возраста и статистическими моделями. Показано, что важнейшим фактором расхождений между реальным и прогнозируемым возрастом является несоответствие демографического профиля референтной серии (использованной при создании конкретной методики) возрастному распределению индивидов в исследуемой выборке. Обнаружена высокая корреляция между средним возрастом в референтной серии и средним прогнозируемым возрастом в тестовой выборке при работе с одинаковым набором биологических признаков, оцениваемых в общей шкале. Показано, что независимо от выбранной системы признаков точность статистических моделей может быть повышена за счет использования релевантной обучающей выборки, а точность субъективно-визуальной оценки – за счет усреднения нескольких независимых оценок или (с меньшим эффектом) усреднения оценок, вынесенных исследователем повторно. При оценке пола использовался как субъективно-визуальный подход, так и методики П. Уокера и А. Софикару по наборам дискретных признаков, а также В.И. Пашковой по краниометрическим показателям. Доля точных классификаций варьирует от 73 до 86%, при этом точность оценок, вынесенных субъективно-визуальным способом, несколько превышает точность использованных формализованных методик. Значительный процент неверно классифицированных по полу черепов совпадает независимо от выбранного метода. Результаты подтверждают гипотезу об объективной (несводимой к несовершенству конкретных методик) проблеме точной классификации по полу по морфологическим показателям черепа, поскольку значения любых визуально или метрически оцениваемых признаков у мужчин и женщин представляют собой пересекающиеся множества. Подготовлены 3D модели серии черепов, а также фотоматериалы и табличные наборы индивидуальных данных с оценками различных дифференцирующих признаков пола и возраста. На основе литературных и архивных данных подготовлена сравнительная база индивидуальных данных по коллекциям черепов с задокументированным полом и возрастом различных регионов мира (в т.ч. коллекций научных институтов США, Колумбии, Финляндии, Греции, Индии и других стран). Данные использовались как при тестировании ряда методов, так и при подготовке обучающей выборки, использованной при создании нового алгоритма оценки возраста. Последний основывается на селективном подходе к формированию референтных серий. Алгоритм учитывает предварительные субъективно-визуальные оценки возраста при определении возрастного состава референтной серии для обучения модели, но не использует их в качестве самостоятельной переменной. В текущей форме алгоритм позволяет учитывать возрастную изменчивость признаков степени облитерации швов свода черепа, оцениваемых в системе Меиндла – Лавджоя. В качестве статистического метода использован метод опорных векторов. По сравнению с традиционными методиками, а также методами, требующими знания среднего возраста индивидов в выборке, новый алгоритм отличается более низкой величиной систематической ошибки и хорошим уровнем межисследовательской согласованности. Код программы написан на Python при помощи библиотеки scikit-learn. По результатам исследований подготовлены три статьи, одна из которых опубликована в профильном журнале.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В отчетном периоде проведена серия исследований, направленных на анализ и повышение точности оценок пола и возраста при работе с краниологическими коллекциями. Работа включала расширение набора анализируемых признаков, тестирование различных подходов, формирование банка данных и разработку новых алгоритмов. 1. Формирование и расширение источников данных Для повышения репрезентативности базовых серий были привлечены дополнительные материалы из коллекций МАЭ РАН и ВМА им. С.М. Кирова. В состав расширенной серии вошли черепа русских, финнов и венгров XIX–XX вв. Были выполнены дополнительные кранио- и одонтометрические измерения, оценка морфоскопических признаков, степени стертости зубов. Полученные данные легли в основу подготовленного банка индивидуальных значений метрических и балловых признаков (245 черепов). Банк данных находится в открытом доступе на сайте проекта: https://proteuslab.pro/. 2. Тестирование методов оценки пола Проведена оценка точности серии антропологических методов определения пола, основанных на межполовой изменчивости балловых, краниометрических и одонтометрических признаков. Протестированы как классические подходы, так и основанные на методах геометрической морфометрии, а также ряд пользовательских программ, использующих методы машинного обучения (MorphoPASSE, SexEST и др.). Тестирование выявило более низкую эффективность большинства методик по сравнению с ожидаемыми по данным исходных публикаций показателями. Падение точности связано как с межпопуляционными различиями, так и с межисследовательскими расхождениями в оценках исходных признаков (что особенно актуально при работе с морфоскопическими показателями). Наилучшие результаты позволяет получить комбинированный подход, который основан на выборе наиболее часто встречающегося варианта классификации из числа полученных по данным нескольких независимых методик. 3. Разработка и тестирование статистических моделей оценки возраста Был создан усовершенствованный вариант методики оценки возраста по степени облитерации швов. Модели основаны на обучении регрессионных алгоритмов случайного леса на референтных сериях, возрастной состав которых регулировался в зависимости от предварительных оценок возраста. Получено существенное снижение средних ошибок во всех возрастных интервалах. На основе методики разработано веб-приложение MultiREFAGE (бета-версия): https://multirefage.shinyapps.io/multirefage/. Проведен детальный анализ различных вариантов байесовского подхода к оценке возраста. Наиболее точным оказался метод, учитывающий совместную вариативность умеренно коррелирующих признаков и использующий индивидуальные информативные априорные распределения, основанные на исторических данных о смертности и предварительных антропологических оценках, устанавливаемых в широких интервалах. 4. Межисследовательские различия и устойчивость методов Получены независимые оценки влияния внутри- и межисследовательской вариативности на качество классификаций. Оценка признаков на 3D-моделях и непосредственно на черепах показала высокие и умеренные коэффициенты согласованности. Установлено, что межисследовательская ошибка существенно снижает эффективность моделей, особенно при использовании неметрических признаков. Предложен алгоритм оптимизации логистических и дискриминантных уравнений, применяемых к популяциям иного происхождения или исторического периода. Метод основан на сравнении невзвешенных средних значений признаков в исследуемой и обучающей сериях и внесении поправки в независимые переменные в уравнениях. При этом при расчетах за основу берутся данные предварительной (недостоверной) классификации индивидов по полу. Показано, что алгоритм позволяет снижать смещение оценок и повышать точность определений по меньшей мере в пределах европеоидных выборок. 5. Сопутствующие исследования Проверена гипотеза о преимуществе статистических моделей перед экспертами в оценках пола и возраста при равном доступе к информации. Модели (как линейные, так и основанные на методах машинного обучения) показали преимущество в оценке возраста старших индивидов и установлении доверительных интервалов, но оказались менее ээфективны при оценке возраста молодых индивидов и продемонстрировали повышенное смещение в оценках при определении пола. Проверена гипотеза о влиянии прижизненной утраты зубов и жевательной нагрузки на скорость заращения швов. Значимые связи обнаружены лишь для небных швов; влияние утраты зубов на скорость облитерации швов свода черепа не выявлено. Фактор не влияет на точность методов оценки возраста, основанных на изменчивости соответствующих признаков. Выполнены исследования эффективности различных способов визуализации данных геометрической морфометрии, включая 3D-поверхности, теплокарты и схемы ландмарков. Проанализированы пределы точности отображения вариативности формы при переносе данных на модели. 6. Научно-организационная деятельность и публикации Участники проекта создали сайт https://proteuslab.pro/, обеспечивающий доступ к моделям оценки пола и возраста, а также к банку данных. В отчетный период подготовлены выступления на семинарах МАЭ РАН, НИУ ВШЭ и конференции молодых ученых ИЭА РАН. Опубликованы или приняты к печати три статьи в журналах, индексируемых Scopus, и одна статья в журнале, индексируемом RSCI.