miniatura|Uma impressão digital
Uma impressão digital é uma impressão deixada pelas cristas de fricção de um dedo humano. A recuperação de impressões digitais parciais em uma cena de crime é um método da ciência forense. A umidade e a oleosidade presentes em um dedo deixam impressões em superfícies como vidro ou metal. Impressões deliberadas de toda a impressão digital podem ser obtidas com tinta ou outras substâncias transferidas dos pontos mais altos das cristas de fricção da pele para uma superfície lisa, como papel. Os registros de impressões digitais normalmente contêm impressões da polpa da falange distal dos dedos e polegares, embora as fichas datiloscópicas também costumem registrar partes das regiões das articulações inferiores dos dedos.
As impressões digitais humanas têm grande nível de detalhe, são únicas, difíceis de alterar e persistem durante toda a vida, o que permite seu uso como marcadores de identidade humana por longos períodos. A polícia e outras autoridades podem empregá-las para identificar pessoas que desejam ocultar a própria identidade ou pessoas incapacitadas ou mortas que não podem se identificar, como após um desastre natural.
O uso de impressões digitais como prova foi questionado por pesquisadores, juízes e meios de comunicação. Não existem padrões uniformes para os métodos de contagem de pontos, e pesquisadores argumentaram que a taxa de erro por comparação no cotejo de impressões digitais não foi estudada de forma adequada e que as provas datiloscópicas não têm uma base estatística segura. Também foram feitas pesquisas para determinar se especialistas conseguem se concentrar objetivamente nas características das impressões digitais sem serem induzidos a erros por informações externas, como o contexto.
Biologia miniatura|esquerda|Cristas de fricção em um dedo
As impressões digitais são marcas deixadas em superfícies pelas cristas de fricção dos dedos humanos. A comparação entre duas impressões digitais está entre as técnicas biométricas mais usadas e confiáveis. O cotejo considera apenas as características visíveis de uma impressão digital.
As impressões digitais são compostas de água, que corresponde a 95–99%, além de componentes orgânicos e inorgânicos. O componente orgânico contém aminoácidos, proteínas, glicose, lactase, ureia, piruvato, ácidos graxos e esteróis. Também estão presentes íons inorgânicos, como cloreto, sódio, potássio e ferro. Resíduos de impressões digitais também podem conter contaminantes, como óleos de cosméticos, medicamentos e seus metabólitos e resíduos de alimentos.
Uma crista de fricção é uma parte elevada da epiderme nos dedos das mãos e artelhos, na palma da mão ou na planta do pé, formada por uma ou mais unidades de crista conectadas da pele de fricção. Essas estruturas também são chamadas de "cristas epidérmicas" e decorrem da interface subjacente entre as papilas dérmicas da derme e as projeções interpapilares da epiderme. Elas se formam por volta da 15.ª semana do desenvolvimento fetal e permanecem até depois da morte, quando se inicia a decomposição. Durante o desenvolvimento fetal, por volta da 13.ª semana de gestação, formam-se estruturas semelhantes a saliências na parte inferior da epiderme, junto à derme. As células ao longo dessas saliências começam a proliferar rapidamente. Essa proliferação forma cristas primárias e secundárias. As cristas primárias e secundárias funcionam como molde para que a camada externa da pele forme as cristas de fricção vistas na superfície.
Essas cristas epidérmicas amplificam vibrações provocadas, por exemplo, quando as pontas dos dedos passam sobre uma superfície irregular, transmitindo melhor os sinais aos nervos sensoriais envolvidos na percepção de texturas finas. Embora seja pouco provável que as impressões digitais aumentem a aderência de modo geral, as cristas podem ajudar a segurar superfícies ásperas e melhorar o contato com superfícies molhadas.
Genética Há consenso na comunidade científica de que os padrões dermatoglíficos das pontas dos dedos são hereditários. Os padrões das impressões digitais de gêmeos monozigóticos são muito semelhantes, embora não idênticos, enquanto os de gêmeos dizigóticos têm semelhança consideravelmente menor. Foi encontrada herdabilidade elevada em doze características dermatoglíficas. Modelos de herança das características dermatoglíficas propõem transmissão mendeliana acompanhada por efeitos de genes principais aditivos ou dominantes.
Os genes determinam as características gerais dos padrões e seu tipo, enquanto fatores ambientais produzem pequenas diferenças em cada impressão digital. A participação relativa de fatores genéticos e ambientais nesses padrões permanece pouco clara. Um estudo atribuiu cerca de 5% da variabilidade total a pequenos efeitos ambientais, embora tenha usado apenas a contagem total de cristas como medida. Foram propostos modelos diferentes para explicar os mecanismos de formação das cristas e a grande diversidade de impressões digitais. Um deles atribui a formação das cristas epidérmicas a uma instabilidade de encurvamento na camada basal da epiderme fetal. Vasos sanguíneos e nervos também podem participar da formação das configurações das cristas. Outro modelo propõe que mudanças no líquido amniótico ao redor de cada dedo em desenvolvimento no útero fazem com que as células de cada impressão digital cresçam em microambientes diferentes. Em uma mesma pessoa, esses fatores afetam cada dedo de forma diferente, impedindo que duas impressões digitais sejam idênticas, embora padrões semelhantes sejam mantidos.
A determinação da herança das impressões digitais é dificultada pela grande diversidade de fenótipos. A classificação de um padrão específico costuma ser subjetiva, pois não há consenso sobre a característica mais apropriada para medição quantitativa, o que dificulta a análise dos padrões dermatoglíficos. Foram propostos e observados diferentes modos de herança. A contagem total de cristas das impressões digitais, medida comum do tamanho dos padrões, foi associada a um modo de herança poligênico e à ação de genes aditivos. Essa hipótese foi contestada por trabalhos que encontraram independência genética entre as contagens de cristas dos diferentes dedos e não encontraram base para a existência de genes aditivos envolvidos na formação dos padrões. Outro modelo propõe que o padrão em arco do polegar e dos demais dedos seja herdado como uma característica autossômica dominante. Estudos posteriores sobre o padrão em arco propuseram que sua herdabilidade resulta de um gene principal ou de herança multifatorial. Um modelo separado para o desenvolvimento do padrão em verticilo propõe a participação de um único gene ou grupo de genes ligados. A herança do verticilo também não parece ser simétrica, pois o padrão se distribui de modo aparentemente aleatório entre os dez dedos de uma pessoa. A comparação dos padrões entre as mãos esquerda e direita aponta para uma assimetria nos efeitos dos genes, embora essa observação ainda exija análise adicional.
Além dos modelos de herança propostos, genes específicos foram implicados na formação dos padrões das pontas dos dedos, embora os mecanismos exatos ainda sejam pesquisados. Uma análise de ligação multivariada das contagens de cristas em dedos individuais encontrou ligação com o cromossomo 5q14.1 especificamente nos dedos anelar, indicador e médio. Em camundongos, variantes do gene EVI1, também chamado MECOM, foram correlacionadas com padrões dermatoglíficos. A expressão de EVI1 em seres humanos não atua diretamente sobre os padrões das impressões digitais, mas afeta a formação dos membros e dos dedos, o que pode alterar esses padrões. Estudos de associação do genoma completo encontraram polimorfismos de nucleotídeo único no gene ADAMTS9-AS2, em 3p14.1, que pareciam afetar o padrão em verticilo de todos os dedos. Esse gene codifica RNA antissenso, que pode inibir ADAMTS9, expresso na pele. Ainda não foi proposto um modelo que explique diretamente como variantes de ADAMTS9-AS2 afetam o desenvolvimento dos verticilos.
Em fevereiro de 2023, um estudo encontrou as vias WNT, BMP e EDAR na regulação da formação das cristas primárias das impressões digitais. WNT e BMP apresentaram uma relação oposta estabelecida por um sistema de reação-difusão de Turing.
Sistemas de classificação 150px|direita|miniatura|Arco simples de impressão digital 150px|direita|miniatura|Presilha de impressão digital 150px|direita|miniatura|Verticilo de impressão digital direita|150px|miniatura|Arco em tenda
Antes da informatização, grandes repositórios de impressões digitais usavam sistemas manuais de arquivamento. Um sistema de classificação agrupa as impressões de acordo com suas características e facilita a comparação de uma impressão com um grande banco de dados. Assim, uma impressão consultada pode ser comparada apenas com um subconjunto das impressões existentes. Os primeiros sistemas de classificação se baseavam nos padrões gerais das cristas de alguns ou de todos os dedos, inclusive na presença ou ausência de formas circulares. Isso permitia arquivar e recuperar registros em papel em grandes coleções apenas com base nos padrões das cristas de fricção. Os sistemas mais usados utilizavam a classe de padrão de cada dedo para formar uma chave numérica que facilitava a busca nos arquivos. Entre eles estavam o sistema Roscher, o sistema de Juan Vucetich e o Sistema de Classificação de Henry. O sistema Roscher foi criado na Alemanha e usado na Alemanha e no Japão. O sistema Vucetich foi criado na Argentina e adotado em toda a América do Sul. O Sistema de Classificação de Henry foi criado na Índia e adotado na maior parte dos países de língua inglesa.
No Sistema de Classificação de Henry, há três padrões básicos de impressão digital, a presilha, o verticilo e o arco. Eles correspondem, respectivamente, a 60–65%, 30–35% e 5% de todas as impressões digitais. Sistemas mais detalhados subdividem os arcos em simples ou em tenda. As presilhas podem ser radiais ou ulnares, dependendo do lado da mão para o qual aponta sua extremidade. As presilhas ulnares começam no lado do dedo mínimo, mais próximo da ulna, enquanto as radiais começam no lado do polegar, mais próximo do rádio. Os verticilos também podem ser subdivididos em verticilos simples, acidentais, de presilha dupla, olho de pavão, compostos e de bolsa central.
O "número de classificação primária" do Sistema de Classificação de Henry é uma fração cujo numerador e denominador são números inteiros de 1 a 32, inclusive. Cada conjunto de dez impressões digitais é, assim, colocado em um dos 1.024 grupos. Para distinguir esses grupos, a fração não é simplificada pela divisão por fatores comuns. A fração é determinada por dez indicadores, um para cada dedo. O indicador recebe o valor 1 quando o dedo apresenta um verticilo e 0 nos demais casos. Esses indicadores podem ser escritos como para a mão direita e para a mão esquerda. Os índices são t para polegar, i para indicador, m para médio, r para anelar e l para mínimo. A fórmula da fração é:
Por exemplo, se apenas o dedo anelar direito e o indicador esquerdo apresentarem verticilos, o conjunto de impressões será classificado no grupo "9/3":
Embora 9/3 = 3/1, o grupo "9/3" é diferente do grupo "3/1", pois este último corresponde à presença de verticilo apenas no dedo médio esquerdo.
Identificação por impressão digital