Contribution of geometric morphometry and intra-oral 3D imaging in the study of shoveling of human maxillary central incisors

Le shoveling de l'incisive centrale maxillaire est une caractéristique dentaire non-métrique utilisée en anthropologie comme indicateur des relations entre les populations. Ce trait morphologique dentaire est défini comme le degré d'élévation des crêtes mésiales et distales marginales sur la surface linguale des incisives maxillaires avec des formes plus prononcées renfermant une fosse. Plusieurs tentatives ont été faites pour classer et évaluer les différences de shoveling entre les populations humaines modernes et fossiles, en utilisant d'abord des approches descriptives détaillées et en élaborant par la suite des systèmes de notation ordinale des traits. A ce jour, la technique gold standard pour l'analyse du shoveling est basée sur une échelle ordinale de sept grades qui a été adaptée et intégrée à un système formel de notation des traits non métriques de la morphologie dentaire: le Arizona State University Dental Anthropology System (ASUDAS). Ce protocole standard est basé sur des plaques de plâtre de référence représentant les moulages de dents sélectionnées montrant un gradient d'expression d'un trait particulier. La notation ordinale, même si elle est contrôlée par des définitions strictes des caractéristiques, des références visuelles et l'expérience de l'observateur, comprend une part inévitable de subjectivité. De plus, les supports d'information conventionnels utilisés par ASUDAS peuvent entrainer des pertes d'information dans le temps. Dans un premier temps, nous avons élaboré une nouvelle approche morphométrique quantitative pour évaluer la variation du shoveling des incisives centrales maxillaires humaines modernes (UI1). Nous avons analysé par imagerie virtuelle 87 UI1 humaines modernes (Europe, Afrique, Asie) et les 7 UI1 de la plaque de référence ASU-UI1 en utilisant la morphométrie géométrique et le positionnement de points de repères glissants. Les résultats de la répartition du shoveling en fonction des populations selon notre nouvelle méthode morphométrique sont en étroite corrélation avec la répartition du shoveling largement décrite dans la littérature. En outre, nos résultats ont mis en évidence certaines limites dans l'utilisation des plaques ASUDAS, laissant supposer qu'elles ne représentent pas nécessairement un gradient objectif d'expression de cette caractéristique dentaire non métrique. [...]The shoveling of the maxillary central incisor is a non-metric dental characteristic frequently used in anthropology as an indicator of population relations for its taxonomic and phylogenetic relevance for many decades. This dental morphological feature is defined as the degree of elevation of the mesial and distal marginal ridges on the lingual surface of the maxillary incisors, canines and mandibular incisors, with more pronounced pit-like forms. From the 19th century until today, several attempts have been made to classify and assess the shoveling differences between fossil and modern human populations, first using detailed descriptive approaches and later developing ordinal feature notation systems. The standard gold technique for shoveling analysis is based on a seven-grade ordinal scale that has been adapted and integrated into a formal system for scoring non-metric features of dental morphology: the Arizona State University Dental Anthropology System (ASUDAS). This widely-used standard protocol is based on reference plaster plaques representing the casts of selected teeth showing a gradient of expression of a particular trait. Ordinal notation, even if controlled by strict definitions of characteristics, visual references, and observer experience, includes an inevitable element of subjectivity. Moreover, the conventional information support used by ASUDAS can lead to loss of information over time. Some researchers have attempted to reduce visual subjectivity by measuring the depth of lingual shoveling, but with little success in their results due to method accuracy problems. First, we developed a new quantitative morphometric approach to assess the shoveling variation of modern human maxillary central incisors (UI1). We analyzed by virtual imaging 87 modern human UI1 (Europe, Africa, Asia) and the 7 UI1 of the ASU-UI1 reference plaque using geometric morphometry and the positioning of sliding reference points. The results of the distribution of shoveling according to populations according to our new morphometric method are in close correlation with the distribution of shoveling widely described in the literature. In addition, our results showed some limitations in the use of ASUDAS plaques, suggesting that they do not necessarily represent an objective gradient of expression of this non-metric dental characteristic. [...