儿童绑架强奸谋杀案的法医神经影像学证据与审判结局：Donald Smith个案分析

本综述通过神经影像学技术（DTI/PET/QV）分析一名儿童性侵谋杀案罪犯的脑部异常，揭示了创伤性脑病综合征（TES）、自闭症谱系障碍（ASD）及童年不良经历（ACE）的神经生物学基础，探讨了神经证据在死刑判决中的有限影响，为神经法学（Neurolaw）提供了重要案例。

　　

Abstract

冲动控制可能受到包括神经系统疾病或发育经历在内的多种因素影响。因此，神经退行性疾病、神经发育障碍和童年虐待的结合，有可能导致个人实施暴力犯罪。在本案例报告中，我们讨论了被判定绑架、性侵犯和谋杀一名八岁女孩的61岁Donald Smith的案例细节、生物心理社会史和神经影像学发现。通过使用定量体积分析、氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（FDG-PET）和扩散张量成像（DTI），我们发现了与创伤性脑病综合征（TES）、自闭症谱系障碍（ASD）以及童年不良经历（ACE）的神经系统后遗症相一致的神经学证据，这些发现与Smith的神经精神测试以及报告的个人史和医疗史相符。尽管神经结构异常的证据在以往的凶杀案审判中曾影响减刑判决，但在此案中，Smith被判处死刑。我们探讨了可能导致其异常行为的神经学基础，并对最终判决背后的原因进行了讨论。

Introduction

2013年6月21日，八岁的Cherish Perrywinkle被绑架、性侵犯和谋杀。犯罪者是61岁的Donald Smith。在Smith的审判中展示的Perrywinkle尸体照片让许多陪审员不忍直视，并引发了一个疑问：一个人究竟是如何能做出如此行为的？人们甚至可能会考虑，一个愿意参与上述犯罪的人必定存在大脑异常。随着现代技术的出现，我们能够探索这样的想法。因此，本案例报告将重点讨论与被告Donald Smith大脑发现相符的各种病理学。

神经科学自20世纪初就已进入法庭，脑电图（EEG）于1940年首次被使用。1981年，刺杀美国总统罗纳德·里根的John Hinckley因精神错乱被判无罪，其中计算机断层扫描（CT）的证据被用来论证他患有精神分裂症。还有许多其他例子表明，精神疾病或大脑异常的证据导致了法律判决的减刑。随着神经科学的进步，用于法律背景下的不同神经影像技术也在发展，现在包括氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（FDG-PET，简称PET）、扩散张量成像（DTI）和磁共振成像定量体积分析（MRI QV）。PET是一种利用葡萄糖摄取和代谢的测量来推断大脑功能过程的技术。它已被证明可以检测创伤性脑损伤（TBI）后的差异。MRI DTI是一种非侵入性成像技术，通过测量水扩散来分析生物组织的特性并追踪白质通路；它也被用于阐明神经精神疾病。MRI DTI测量分数各向异性（FA），其值在0到1之间，代表白质纤维束的完整性（1为最高完整性）。QV可以高精度测量不同大脑结构的体积，并已用于识别TBI中的脑萎缩。它还可用于评估白质低信号（WMH），这被认为标志着神经发育畸形，并且在自闭症谱系障碍（ASD）中会增加。

使用上述研究的脑成像通过提供结构性脑异常的证据，如TBI、情感忽视和胎儿酒精综合征，影响了许多凶杀案的法庭判决。特别是在法庭上评估与已发表的ASD发现相符的结构性脑异常非常重要，因为ASD患者有时可能意识不到其性行为可能是不道德的。在许多情况下，对特定兴趣的极端沉迷，而非犯罪意图，导致了ASD患者的犯罪行为。这种沉迷也可能对理解社交线索、冲动控制和共情能力产生负面影响，这都有助于解释ASD人群中的性行为不端。此外，如果沉迷是性方面的，这也可能促成性犯罪。这些解释表明，增加法庭关于ASD患者面临的独特挑战和行为的知识，可能有助于陪审团在审判期间做出更明智的决定。历史上，ASD是一种通过行为评估诊断的行为综合征，但研究正在为神经影像学作为支持自闭症大脑结构识别的工具找到一席之地。因此，就ASD、TBI和其他脑异常而言，神经影像证据在探索被告的异常行为并影响法庭判决结果方面具有效用。本案例报告探讨了这样一个实例，其中神经影像学与临床和行为史相互印证，有助于解释导致被告Donald Smith绑架、谋杀和性侵犯一名未成年人的冲动控制缺乏以及其他心理和神经异常。由于佛罗里达州的阳光法案，所讨论的所有信息均为公开记录，并在审判中公开披露，可供任何相关方获取，因此不受健康保险流通与责任法案（HIPAA）法规的约束。

Case details

2013年6月21日，八岁的Cherish Perrywinkle在当地一家沃尔玛超市被61岁的Donald Smith从她的家人身边绑架。当天早些时候，这位老人在一元店看到了Rayne Perrywinkle和她的三个女儿。在观察到她把买不起的衣服放回去后，他提出为女孩们在沃尔玛购买衣服，并说他的妻子会带着一张150美元的礼品卡在那里与他们会合。

四人先进入了沃尔玛，在购物时，Rayne注意到Smith的一些令人不安的行为。例如，他建议Cherish购买比Rayne自己会穿的还要高的高跟鞋。晚上10点30分左右，Smith提出为饥饿的女孩们购买沃尔玛内的麦当劳。Cherish跟着他去了那里，片刻后，监控摄像头拍到两人离开商店。这是Cherish最后一次被看见活着。大约20分钟后，Rayne意识到店内的麦当劳已经关门，开始恐慌。晚上11点18分，她拨打911报警，报告Cherish失踪。Smith的妻子始终没有带着礼品卡出现。

2013年6月22日上午9点05分，Smith被发现驾驶他的白色货车并被拘留。他的腰部以下湿透了，Cherish不在车内。十五分钟后，Cherish的尸体被K9小组发现。她被淹没在教堂后面沼泽地区的水中，身体遭受多处伤害，包括勒颈、强奸、鸡奸和钝器伤的痕迹。Smith是警方熟悉的面孔——他是一名注册性犯罪者，有向未成年人实施猥亵行为和企图绑架的前科。事实上，他仅在21天前刚从监狱释放。他于2013年6月22日因绑架、谋杀和性侵犯未成年人被起诉。

Donald Smith的审判于2018年2月5日开始。证据被呈堂，包括Cherish遭受严重破坏的尸体照片，这导致一些陪审员转过头去甚至哭泣。2018年2月14日，经过不到15分钟的审议，陪审团作出有罪判决，并于2月20日开始量刑阶段。2018年5月2日，法官判处Smith死刑。他于2018年5月23日提出上诉，但于2021年4月22日被佛罗里达州最高法院驳回。截至本文撰写时，Smith是联合矫正机构的在押囚犯。

Early life

Donald Smith经历了许多不良童年事件。他的生父在他出生前就与家人疏远，他的母亲在他25岁前再婚了三次。他的母亲和第一任继父会对他进行体罚，他感到被两任继父言语虐待。童年时期，他经常搬家，这使他难以与除母亲之外的任何人建立有意义的关系。他经常因为是新来的而被欺负，感到“疏离、沮丧和脱节”。他甚至不得不付钱给其他孩子玩他们的玩具。五岁时，他第一次产生暴力冲动，试图掐死邻居家熟睡的婴儿，并在父母进入房间时停止。八岁时，他被两名年龄较大的邻居男孩性侵。他们强迫他手淫并对他们进行口交，他还目睹了他们性侵几名女孩。

Smith在10岁时开始从事犯罪行为，包括偷窥和偷窃。在那个时候，他已经有了杀人的冲动， mostly involving strangling girls。他母亲第二次再婚时，他大约13岁，继父是一位精神病医生。Smith会从他继父那里偷走精神药物，并开始尝试大麻、酒精和烟草。到十年级时，他辍学了，并开始经常被捕。他的吸毒最终演变成对快克可卡因的成瘾，并且在吸食这种物质时特别暴力。大约20岁时，Smith开车撞上了一棵橡树，他的车翻了——他没有接受治疗。一年后，他因对16岁以下儿童进行猥亵和淫荡攻击而被捕，并被判处六年徒刑。他一到监狱就试图自杀，最终在佛罗里达州惩教署服刑约一年，之后被指定为精神障碍性犯罪者，并被送往北佛罗里达评估和治疗中心。到Smith40岁时，他已被指控犯有绑架、向未成年人展示淫秽材料等罪行，并在佛罗里达州注册为性犯罪者。

Materials and methods

PET and DTI MRI imaging

MRI DTI于2016年8月30日获取，距离绑架和凶杀案发生大约三年多，在Precision Imaging Centre使用3特斯拉GE Signa HDxt MRI扫描仪进行，层厚5毫米，25个梯度方向。扩散b值为1000秒/毫米2，矩阵128 × 128。重复时间/回波时间（TR/TE）= 6000/88.2，视野25.6 × 25.6厘米。在进行氟-18脱氧葡萄糖（FDG）PET扫描时，静脉注射了5毫居里的FDG，期间处于静息状态。在分析之前，使用脑功能磁共振成像软件库（FSL）对扫描进行标准化。将两次MRI扫描结果与年龄和性别匹配的神经正常对照组进行比较（PET对照组15人，DTI对照组42人，数据来自功能性生物医学信息学研究网络（FBIRN）数据存储库）。使用统计参数映射（SPM）软件构建了正负Z图。还使用VINCI软件比较了感兴趣区域（ROI）和整个大脑的代谢活动及FA是否存在异常（与所有PET对照组比较，DTI则与更严格匹配的15名对照比较）。还使用了TrackVis软件构建胼胝体纤维束成像。

Quantitative volumetrics

使用CorTechs Labs的NeuroQuant软件进行MRI QV分析。计算了各种大脑结构的体积，包括大脑白质、大脑灰质、小脑白质和小脑灰质，并与从FBIRN数据存储库获取的健康对照组进行比较。

Other statistical analysis

使用了针对家族性错误校正的两步校正法进行统计参数映射分析，包括高度阈值p < .01和第二个范围阈值30个连续相邻体素。在以前的出版物中，进行了曲线下面积接收者操作特征分析，表明这种高度和范围阈值的组合具有可接受的曲线下面积，表明假阳性的机会较低。没有其他商业PET或DTI分析软件发表过针对脑损伤的具有如此高特异性和敏感性的曲线下面积接收者操作特征分析。这里描述的家庭性错误校正用于DTI和PET扫描。

Results

对Smith的MRI进行的NeuroQuant分析显示，与神经正常对照组相比，他的大脑存在许多异常。一项发现是他的大脑皮层和小脑的白质异常增多，使他的左右半球白质体积均处于至少第93百分位数。进一步分析显示，他的左右小脑白质体积显著增加——左小脑比对照组增加30%，右小脑增加50%。在比较Smith大脑两个半球的萎缩情况时，发现右侧萎缩比左侧更严重。右前脑实质的体积小于左前脑，并且这种差异显著大于对照组。他的右半球总大脑灰质减少，处于第4百分位数。当检查更离散的大脑结构时，发现Smith的丘脑、杏仁核和海马体增大。他的左丘脑处于第98百分位数，而他的双侧杏仁核处于第99百分位数。他的海马体左半球处于第97百分位数，右半球处于第98百分位数。

使用Freesurfer测量WMH显示，Smith的WMH量几乎是正常对照组的三倍。

DTI的FA测量显示，Smith的胼胝体中部FA显著降低，为0.32。他的FA比神经正常对照组低50%。他的右内囊FA显著增加，为0.67。

观察PET测量结果发现，新皮层与小脑的代谢比率降低，为0.85，并且在对应于右大脑、脑叶下区域或屏状核的右半球代谢增加，为1.02。他的胼胝体纤维束成像中存在明显的间隙。

Discussion

对Donald Smith大脑的分析揭示了几种异常，这些异常可能有助于解释他异常的性偏好和冲动控制能力差。他的许多影像学结果，包括DTI、PET和QV分析，都与多次TBI的病史相印证，这与创伤性脑病综合征（TES）的高风险相关，TES是一种由重复性脑损伤史引起的进行性神经退行性疾病，被描述为疑似慢性创伤性脑病（CTE）的临床表现。TES的临床表现可包括记忆/注意力问题、易怒和攻击性增加、自杀风险以及情绪障碍， mostly major depressive disorder。冲动控制差和精神病也被认为与TES有关。就Smith的MRI DTI而言，与对照组相比，他的胼胝体中部FA显著降低。这一发现与2015年的一项研究一致，该研究比较轻度TBI患者与健康对照组时，发现胼胝体膝部的FA降低。Smith的胼胝体纤维束成像也显示与一名56岁神经正常男性相比，白质纤维束缺失。对白质连接性、纤维束数量和平均长度的改变识别已被用于纤维束成像和TBI的研究，并显示在TBI的亚急性和慢性阶段存在胼胝体体积和纤维束损失。

还发现右内囊FA增加，但文献中关于TBI后内囊FA的发现存在一些不一致。Wallace进行的一项荟萃分析发现，非穿透性/钝性头部创伤在受伤三个月后导致内囊FA降低，而另外两项研究则在爆炸相关轻度TBI和存在持续性认知障碍的轻度TBI患者中，发现受伤后四个月至两年内囊FA增加。Lipton等人的另一项研究在轻度TBI患者中观察到低FA和高FA区域，低FA区域与公认的创伤性轴索损伤模式一致，高FA区域位于深部和皮层下白质。然而，右内囊FA增加也与抑郁症和强迫症有关，这可能对Smith的影像学发现有所贡献。此外，尽管不特定于内囊，但已表明TBI后异常高的FA可能暗示伤后代偿过程。

除了与多次TBI一致的DTI发现外，Smith的QV和PET也显示了Smith行为的神经生物学基础证据，可能与TBI有关。如表1所示，与健康对照组相比，Smith的左丘脑体积增加。一项2021年的研究表明，TBI后会发生脑体积的纵向增加，包括丘脑等皮层下区域。尽管其他研究发现重复性头部创伤与职业拳击手较小的丘脑体积相关，但2013年的另一项研究发现，有TBI史并有自杀行为的退伍军人，与有TBI史但无自杀行为的退伍军人或健康对照组相比，丘脑显著增大。由于Smith属于有自杀行为的类别，这项研究也支持他的丘脑增大可能与TBI有关。Smith的总大脑灰质减少，这一发现与足球运动员中CTE相关。CTE中的萎缩通常在前额叶（以及前颞叶）最为严重，这可能有助于解释在Smith扫描中观察到的新皮层与小脑PET比率降低。此外，主要在前颞叶区域的代谢低下在有CTE风险的TES患者中已被注意到。

Smith的神经心理学评估和个人史也与TES相符。Smith报告在20岁时发生过车祸，在9岁时发生过自行车事故，这两者都可能导致TBI；然而，他从未因这两次事故接受治疗，因此医疗记录无法获取。测试显示，他在一些非语言记忆测量方面存在中度损伤，执行功能存在轻度至重度损伤，此外还有重度抑郁和精神病性症状。Smith本人也承认有抑郁症病史，并在2011年根据公布的医疗记录有过自杀企图和幻听/幻视。所有这些情绪障碍、执行功能受损和自杀风险症状都与TES的可能表现一致。此外，Smith陈述的年轻时多次脑损伤史使他更有可能面临长期神经退行性变的风险。TBI的严重程度越高，行为问题越严重，而年幼儿童发生TBI的风险甚至更高。Smith在年轻时受伤且没有得到适当护理，很可能使他未来出现行为问题的风险大大增加。他遭受身体和性虐待的历史也可能导致日后冲动控制能力差和自杀风险。

虽然对Smith大脑的分析与CTE高度一致，但其他发现也值得注意，并有助于解释他的行为。QV分析显示Smith存在右侧脑萎缩，而PET显示在对应于屏状核的大脑区域代谢增加。神经退行性疾病患者的去抑制严重程度与右侧脑萎缩以及社会和情绪行为调节能力丧失相关。PET扫描中测量的右颞叶功能障碍（多于左颞叶）也至少在另外两个案例报告中被发现与恋童癖相关，因此Smith的右侧萎缩可能暗示其异常性偏好存在结构性成分。对屏状核的研究揭示了其在性唤起中的作用，例如在男性触觉生殖器刺激、性活动欲望和处理性唤起方面。关于屏状核代谢亢进的发现也与性唤起相关，特别是右屏状核。此外，一项关于神经网络和恋童癖的研究发现，在恋童癖中，包括屏状核在内的性处理网络存在功能连接中断。因此，Smith的右脑萎缩和屏状核代谢亢进似乎构成了其性行为的神经学基础，但目前很难确定这些改变是特发性的还是后天获得的。

除了TES相关的心理障碍外，有证据表明Smith可能还有其他精神障碍导致了他的行为，即精神分裂症和ASD。虽然Smith从未被正式诊断为精神分裂症，但他有幻听和幻视病史，这是该障碍的诊断标准之一。然而，DTI分析显示的Smith胼胝体中部FA降低的幅度大于以往对精神分裂症患者DTI研究中观察到的幅度，因此更可能是由于车祸导致的TBI引起脑损伤后继发性精神病，而非原发性精神分裂症。因此，DTI提供了探索Smith可能患有精神分裂症的理由，但结合他的TBI史、相符的情绪障碍和物质使用（可卡因也已知会引起精神病）来看，支持力度并不强。

Smith扫描中与ASD的神经影像学印证稍微更充分一些。在QV上，发现Smith的白质低信号（WMH）显著多于对照组。WMH与ASD相关，并且已被发现在具有增加固着和重复行为的患者中增多。Smith的小脑白质也增多，这在ASD儿童中已被发现。尽管总体证据似乎模棱两可，但Smith白质增加的幅度是异常的，并且与一些关于具有PTEN基因突变的ASD患者亚组的研究相当，这些患者的皮层白质比正常对照组异常增加（37%更大）。除了自闭症之外，没有其他常见已知的神经或精神障碍与白质体积异常增加相关。白质增加也与具有反社会人格障碍（ASPD）的暴力罪犯有关。虽然可以说Smith有社会病态倾向，但根据《精神障碍诊断与统计手册》（DSM-5），ASPD的诊断要求患者没有可以解释行为的潜在医学原因，鉴于Smith潜在的脑损伤和可能的ASD诊断，这可能使他不符合该诊断标准。最后，Smith的QV显示杏仁核和海马体均增大，这与ASD在从儿童到成人的不同发育阶段有关，尽管研究结果存在矛盾。在儿童中的发现很大程度上与杏仁核增大一致。然而，许多研究对青少年和老年年龄组的发现存在分歧，一些描述持续的杏仁核增大，而另一些则发现与健康对照组相比体积没有差异。一些研究甚至表明，患有ASD的较大儿童和患有阿斯伯格综合症的成年人杏仁核更小或大小得以保留。还发现患有焦虑和ASD的儿童比单独患有自闭症或健康对照的儿童杏仁核体积更小，因此这些混合的发现可能部分由此观察结果解释。关于海马体的发现则更加对比鲜明。例如，Groen发现患有ASD的青少年海马体和杏仁核均增大，而Murphy发现患有阿斯伯格综合症的人（年龄12-47岁）只有杏仁核增大，海马体没有增大。另一方面，Schumann发现患有ASD的儿童杏仁核更大，但青少年则不然，而儿童和青少年的海马体都增大。此外，杏仁核和海马体增大与ASD的关系被以下可能性所混淆：严重的情感忽视和早期不良经历也可能导致这两个结构的增大。似乎海马体连同杏仁核增大与青少年时期的身体和性虐待和/或忽视以及成年期的早期生活压力有关。尽管关于杏仁核和海马体增大的文献对于ASD并非结论性的，并且可能指向不良童年经历史（Smith经历过），但可以探讨Smith的行为与ASD一致。ASD患者可能对性方面有沉迷或具有性心理病理学，而Smith可以说从童年早期就开始有异常的性和杀人固着。他在建立关系方面也存在困难，不得不付钱给其他孩子和他玩，童年时常感到疏离，这暗示了伴随ASD的社交障碍。虽然Smith的童年史根据DSM-5标准可能引起对ASD的怀疑，但目前我们缺乏实质性证据来正式诊断他，特别是因为症状必须在儿童期出现且常常被遗漏。如果他患有ASD，可能有助于解释他的极端暴力：尽管没有证据表明ASD predisposes to violence，但已显示在大规模枪击案 perpetrator 中，不成比例的人患有ASD。患有ASD的暴力罪犯这一小群体似乎与不良童年经历相关，这也与Smith的历史相符。

Donald Smith的案例说明了童年虐待、神经发育障碍、脑损伤和神经退行性疾病这四种因素可能如何相互作用，导致冲动控制的灾难性失败，而这四种因素单独来看都与冲动性有关。然而，尽管存在与多种病理学（包括TES和ASD）一致的众多脑异常，Smith仍被迅速判定有罪并最终判处死刑。先前的研究表明，知晓攻击者患有ASD会导致更宽大的量刑，但法官的自由裁量权、案件细节、临床病史和专家证词等其他因素也会影响减刑。因此，即使陪审团确信Smith可能患有ASD，也并不一定等同于减刑。同样，在解释神经影像学以用于减刑时应保持谨慎，以免 overshadow 案件细节、神经心理学评估和临床相关性等其他因素的存在，这些因素与神经影像学一起评估时可能提供更多效用。此外，许多讨论中的诊断传统上是临床做出的，影像学是一种支持手段而非诊断工具。虽然关于法律对神经数据审查性质的文献不多，但有一些先例案件可能有助于解释最终判决。在Nikolas Cruz（一名大规模枪击案凶手）的案例中，胎儿酒精综合征导致的智力和精神缺陷证据足以寻求终身监禁而非死刑，而CTE证据影响了犯下两起凶杀案的Raul Roque的量刑阶段。仅就儿童性虐待而言，定罪通常平均导致14年刑期，2%被判终身监禁。死刑似乎只保留给受害者被杀的案件，但除此之外的标准很宽泛。一个加重情节是杀害儿童受害者（通常定义为小于14或13岁），这会引发如此强烈的情感，以至于即使是错误定罪也 disproportionately involve deaths of children。从这些数据可以推断，减刑在谋杀和单独儿童性虐待案件中可能更成功，但在儿童谋杀案件中则不然。因此，也许Donald Smith的案例，其中包含了针对年幼儿童进行暴力性侵犯和谋杀的强有力的证据，无论潜在疾病的证据多么有力，都太过恐怖，以至于无法考虑让犯罪者受到低于最高刑罚的惩罚。

Ethical standards

Declaration of conflicts of interest

Janet Nguyen声明无利益冲突。

Joseph Wu博士在此案中作为Donald Smith公设辩护人的出庭专家。无其他利益冲突需要声明。

Ethical approval

本文不包含任何作者进行的涉及人类参与者或动物的研究。所有影像均因必要的临床原因获取，而非用于研究。所有临床和影像信息也根据佛罗里达州阳光法案在审判中公开披露，属于公共记录。

Supplemental data

本文的补充数据可以在线访问：https://dx.doi.org/10.1080/13218719.2025.2556102

Data availability statement

由于DICOM元数据中包含无法发布的未披露信息，以符合HIPAA规定，数据不可用。本报告中讨论的所有信息均在法庭审判中公开披露，因此属于公共领域。