Теорія голосоутворення

Для утворення голосу і вимовляння звуків мови необхідно тиск повітря під голосовими зв’язками, яке створюється видихательние м’язами. Однак звуки мови викликаються не пасивними вібраціями голосових зв’язок струмом повітря з легенів, що коливаються їх краї, а активним скороченням м’язів голосових зв’язок. З довгастого мозку до внутрішніх щіточерпаловідним м’язам істинних голосових зв’язок по поворотних нервах надходять еферентні імпульси з частотою 500 в 1 с (для середнього голосу). Завдяки передачі імпульсів з різною частотою в окремих групах волокон поворотного нерва кількість еферентних імпульсів може зрости вдвічі, до 1000 в 1 с. Так як в голосових зв’язках людини всі м’язові волокна вплітаються, як зубці гребеня, в еластичну тканину, зсередини покриває кожну голосову зв’язку, то на вільному краї зв’язки дуже точно відтворюється залп імпульсів зворотного нерва. Кожне м’язове волокно Скорочується з граничною швидкістю. Тривалість м’язового потенціалу 0,8 мс. Латентний період м’язів голосових зв’язок значно коротше, ніж у інших м’язів. Ці м’язи відрізняються винятковою неутомляемость, стійкістю до кисневого голодування, що свідчить про дуже високу економічності протікають у них біохімічних процесів, і надзвичайною чутливістю до дії гормонів.

Скорочення м’язів голосових зв’язок переривають проходить через них потік повітря з легенів, що призводить до утворення звукових коливань – нейромоторная теорія (Р. Юссон, 1960, 1962).
Сила скорочення м’язів голосових зв’язок приблизно в 10 разів більше максимального тиску повітря під ними. Тиск під голосовими зв’язками в основному регулюється скороченням гладкої мускулатури бронхів. При вдиху вона кілька розслабляється, а при видиху вдихательная поперечнополосата мускулатура розслабляється, а гладка мускулатура бронхів скорочується. Частота основного тону голосу дорівнює частоті еферентних імпульсів, що у м’язи голосових зв’язок, яка залежить від емоційного стану. Чим вище голос, тим менше хронаксия поворотного нерва і м’язів голосових зв’язок.

Під час виголошення звуків мови (фонації) одночасно скорочуються всі м’язові волокна голосових зв’язок в ритмі, точно рівному частоті голосу. Вібрація голосових зв’язок – результат швидких ритмічних скорочень м’язових волокон голосових зв’язок, що викликаються залпами еферентних імпульсів зворотного нерва. При відсутності струму повітря з легенів м’язові волокна голосових зв’язок скорочуються, але звуків немає. Отже, для вимовляння звуків мови необхідні скорочення м’язів голосових зв’язок і струм повітря через голосову щілину.
Голосові зв’язки тонко реагують на величину тиску повітря під ними. Сила і напруга внутрішніх м’язів гортані дуже різноманітні і змінюються не тільки при посиленні та підвищенні голосу, але і при різних його тембрах, навіть при проголошенні кожної гласною. Діапазон голосу може змінюватися в межах близько двох октав (октава – частотний інтервал, відповідний збільшенню частоти звукових коливань в 2 рази). Розрізняють такі голосові регістри: бас – 80-341 коливань в 1 с, тенор – 128-518, альт – 170-683, сопрано – 246-1024.

Голосовий регістр залежить від частоти скорочень м’язових волокон голосових зв’язок, отже, від частоти еферентних імпульсів зворотного нерва. Але має значення і довжина голосових зв’язок. У чоловіків у зв’язку з великим розміром гортані і голосових зв’язок голос нижче, ніж у дітей і жінок, приблизно на октаву. У басів голосові зв’язки в 2,5 рази товще, ніж у сопрано. Висота голосу залежить від частоти коливань голосових зв’язок: чим частіше вони коливаються, тим вище голос.
У період статевого дозрівання у підлітків чоловічої статі значно збільшується розмір гортані. Наступаюче при цьому подовження голосових зв’язок призводить до зниження регістра голосу.
Висота звуку, виробленого гортанню, не залежить від величини тиску повітря під голосовими зв’язками і не змінюється при його підвищенні або зниженні. Тиск повітря під ними впливає тільки на інтенсивність звуку, який формується у гортані (на силу голосу), яка мала при малому тиску і параболічно зростає при лінійному підвищенні тиску. Інтенсивність звуку вимірюється потужністю в ватах або мікроватах на квадратний метр (вт/м2, мквт/м2). Потужність голосу при звичайній розмові приблизно 10 мкВт. Найслабші звуки мови мають потужність в 0,01 мкВт. Рівень звукового тиску при середньому розмовному голосі 70 дб (децибел).

У розмовній мові висота голосу підтримується при найменшому напрузі голосових зв’язок.
Діапазон голосу – не вроджена властивість голосового апарату людини, а результат систематичних вправ. У новонародженого він дорівнює 1-2 тонам, в 5 років – 4-6 тонів, а в 12 років – близько 1,5 октав.
Сила голосу залежить від амплітуди коливань голосових зв’язок, отже, від тиску повітря під зв’язками. Чим більший тиск, тим сильніше звук. Тембр голосу характеризується присутністю в звуці певних часткових тонів, або обертонів. У голосі людини більше 20 обертонів, з яких найбільшою гучністю володіють перші 5-6 з числом коливань 256-1024 в 1 с. Тембр голосу залежить від форми резонаторних порожнин.

При спокійному диханні голосова щілина широко відкрита, а при фонації голосові зв’язки напружені і закривають голосову щілину, відкриваючись на дуже короткі проміжки часу.
Величезний вплив на акт мовлення надають резонаторні порожнини. так як проголошення голосних і приголосних залежить не від гортані, яка визначає тільки висоту звуку, а від форми ротової порожнини і глотки і взаємного розташування знаходяться в них органів. Форма і об’єм ротової порожнини і глотки змінюються в широких межах завдяки винятковій рухливості мови, рухам м’якого піднебіння та нижньої щелепи, скорочень глоткових сжімателя і рухам надгортанника. Стінки цих порожнин м’які, тому вимушені коливання збуджуються в них звуками різної частоти і в досить широкому діапазоні. Крім того, ротова порожнина – резонатор з великим отвором в зовнішній простір і тому випромінює звук, або є звуковий антеною.

Порожнина носоглотки, що лежить збоку від основного потоку повітря, може бути звуковим фільтром, що поглинає певні тони і не випускають їх назовні. При підніманні м’якого піднебіння догори до зіткнення з задньою стінкою глотки ніс і носоглотка абсолютно відокремлюються від ротової порожнини і виключаються як резонатори, при цьому звукові хвилі поширюються в простір через відкритий рот. При утворенні всіх без винятку голосних резонаторна порожнина розділена на дві частини, пов’язані між собою вузьким проміжком. В результаті утворюються дві різні резонансні частоти. При проголошенні «у», «о», « а» звуження утворюється між коренем мови і піднебінної заслінкою, а при фонації «е» і « і» – між піднятими догори мовою і твердим небом. Таким чином виходять два резонатора: задній – великого обсягу (низького тону) і передній – вузький, невеликий (високого тону). Розкриття рота збільшує тон резонатора і його затухання. Великий вплив на якість звуку і характер гласною мають губи, зуби, тверде і м’яке піднебіння, язик, надгортанник, стінки глотки і помилкові зв’язки. При утворенні приголосних звук викликається не тільки голосовими зв’язками, а й тертям струн повітря між зубами (с), між мовою і твердим небом (ж, з, ш, ч) або між мовою і м’яким небом (г, к), між губами (б, п), між мовою і зубами (д, т), при переривчастому русі мови (р), при звучанні носової порожнини (м, н). При фонації голосних незалежно від основного тону посилюються обертони. Ці посилюються обертони називаються формантами.
Форманти – резонансні посилення, відповідні частоті власних коливань мовного тракту. Максимальне число їх залежить від його загальної довжини. У дорослого чоловіка може бути 7 формант, але для розрізнення звуків мови важливі 2-3 форманти.
Кожна з п’яти основних голосних характеризується формантами різної висоти. Для «у» число коливань в 1 з одно 260-315, « о» – 520-615, «а» – 650-775, «е» – 580-650, «і» 2500-2700. Крім цих тонів, в кожної голосної є ще більш високі форманти – до 2500-3500. Згідний звук – видозмінений гласний, що з’являється при виникненні перешкод звуковій хвилі, що надходить з гортані, в ротової і носової порожнинах. При цьому частини хвилі набігають один на одного і виникають шуми.
Основний елемент мови – фонема. Фонеми не збігаються зі звуком, вони можуть складатися не з одного звуку. Набір фонем в різних мовах різний. У російській мові 42 фонеми. Фонеми зберігають незмінні відмітні ознаки – спектр тонів певної інтенсивності і тривалості. У фонемі може бути кілька формант, наприклад « а» містить 2 основні форманти – 900 і 1500 Гц, «і» – 300 і 3000 Гц. Найбільшу частоту мають фонеми приголосних (« с» – 8000 Гц, «ф» – 12 000 Гц). У промові використовуються звуки від 100 до 12 000 Гц.

Різниця між гучного промовою і пошепки залежить від функції голосових зв’язок. При шепоті виникає шум тертя повітря про тупий край голосової зв’язки під час його проходження через помірно звужену голосову щілину. При гучного мовлення внаслідок положення голосових відростків до повітряному струмені спрямовані гострі краї голосових зв’язок. Різноманітність звуків мови залежить від м’язів голосового апарату. Воно обумовлене головним чином скороченням м’язів губ, язика, нижньої щелепи, м’якого піднебіння, глотки і гортані.

М’язи гортані виконують три функції: 1) розкриття голосових зв’язок при вдиху, 2) закриття їх при захисті дихальних шляхів і 3) голосоутворення.
Отже, при усного мовлення відбувається дуже складна і тонка координація мовної мускулатури, що викликається великими півкулями і насамперед перебувають у них аналізаторами мови, яка відбувається завдяки слуху і притоку аферентних кинестезических імпульсів з органів мови і дихання, які поєднуються з імпульсами з усіх зовнішніх і внутрішніх аналізаторів. Ця складна координація рухів м’язів гортані, голосових зв’язок, м’якого піднебіння, губ, язика, нижньої щелепи і дихальних, що забезпечують усне мовлення, називається артикуляцією. Вона здійснюється складною системою умовних і безумовних рефлексів цих м’язів.
У процесі утворення мови моторна діяльність мовного апарату переходить в аеродинамічні явища і потім в акустичні.

Під контролем слуховий зворотного зв’язку включається безперервно діюча при проголошенні слів зворотна кінестезична зв’язок. Коли людина думає, але слова не вимовляє (внутрішня мова), кинестезические імпульси надходять залпами, з неоднаковою інтенсивністю і різною тривалістю інтервалів між ними. При вирішенні в розумі нових і важких завдань в нервову систему надходять найбільш сильні кинестезические імпульси. При слуханні мови з метою запам’ятовування ці імпульси також великі.

Слух людини неоднаково чутливий до звуків різної частоти. Людина не тільки чує звуки мови, але й одночасно відтворює їх своїм голосовим апаратом в дуже зменшеному вигляді. Отже, крім слуху в сприйнятті мови беруть участь пропріоцептори голосового апарату, особливо вібраційні рецептори, розташовані в слизовій оболонці під зв’язками та у м’якому небі. Роздратування вібраційних рецепторів збільшує тонус симпатичної нервової системи і тим самим змінює функції дихального і голосового апаратів.

Посилання на основну публікацію