11.1.2. Образование голоса — фонация

Голос — совокупность звуков, образующихся с помощью голо­сового аппарата, представляющего собой сложный комплекс орга­нов и систем, все функции которого взаимосвязаны и регулиру­ются корой головного мозга.

К голосовому аппарату относят:

- гортань — генератор звуков;

- глотку, полость носа, придаточные пазухи — резонаторы;

- трахею, бронхи, легкие, диафрагму — энергетический аппарат;

- ротовую полость, зубы, губы, твердое и мягкое нёбо — арти­куляционный аппарат.

Голосообразование (фонация) происходит в результате тесного взаимодействия органов и систем с их биологическими обратны­ми связями на основе слухового, вибрационного и проприоцептивного анализаторов, сигнализирующих в ЦНС об их состоянии и деятельности.

Когда человек спокойно дышит, голосовая щель открыта. В этом случае она имеет форму равнобедренного треугольника. Его вер­шина обращена вперед — к щитовидному хрящу, а основание — к черпаловидному хрящу, т.е. в противоположную сторону. Дыха­ние осуществляется свободно: вдыхаемый и выдыхаемый воздух свободно проходит через голосовую щель (рис. 70, А).

Когда человек говорит или поет, голосовые связки смыкаются, что создает преграду струе воздуха из легких (рис. 70, Б). На выдохе

Рис. 70. Схема действия голосовых складок:

А — при дыхании; Б — при голосообразовании; В — при фальцете. Стрелки показывают направление движения голосовых связок

дохе она должна раздвинуть голосовые связки и прорваться через голосовую щель. Это возможно осуществить только благодаря высокому подсвязочному давлению воздуха.

Раскрытые голосовые связки в результате сокращения мышц, суживающих голосовую щель, возвращаются в исходное положе­ние, а затем при продолжающемся давлении воздуха этот цикл (раскрытие — смыкание) повторяется многократно. Естественно, такой процесс осуществляется благодаря огромной упругости й эластичности голосовых связок. При голосообразовании (фона­ции) голосовые связки колеблются в поперечном (а не продоль­ном) направлении — от середины в стороны, а не вверх — вниз, что происходит только при фальцете (рис. 70, В).

Таким образом, струя воздуха прерывается многократно, а ко­лебания голосовых связок создают колебательные движения час­тиц воздуха, которые, превращаясь в звуки, воспринимаются ухом человека.

Исторически сложились три основные теории голосообразования.

Миоэлаетическая теория Феррана (XIX в.) рассматривает про­цесс образования голоса как результат колебаний голосовых свя­зок, возникающих на выдохе под влиянием давления воздуха, проходящего через сомкнутую голосовую щель. Турбулентный поток воздуха под связками способствует появлению их стабиль­ных колебаний. Частота колебания голосовых связок зависит от их упругости.

Следовательно, основными факторами голосообразования яв­ляются давление воздуха в трахее и тонус внутренних мышц гор­тани. Взаимодействие этих факторов приводит к образованию голоса: чем больше первый фактор, тем больше второй. Таким образом, миоэлаетическая теория поддерживает точку зрения о «пассивном» голосообразовании.

Нейрохронаксическая теория Юссона (1950) постулирует «актив­ный» механиз образования голоса. Колебания голосовых связок обеспечиваются сокращением мышечных волокон, входящих в их состав, а также мышц гортани. Сокращения возникают под влияни­ем импульсов, поступающих к ним по возвратному нерву и веточкам гортанного нерва, ядро которого расположено в продолговатом мозге (двойное ядро). Зарождение нервных импульсов происхо­дит на бульбарном, диэнцефальном и кортикальном уровнях ЦНС.

В этой теории фактор давления воздушной струи не является движущей силой, как в миоэластической теории, а лишь материа­лом, из которого генерируется энергия — звук.

Обе теории имеют фактические основания, хотя нейрохронак­сическая теория встречает много возражений и не находится в сфере внимания исследователей в настоящее время. Однако извест­но, что повреждение возвратного и гортанного нервов вызывают нарушение голоса, что позволяет говорить о роли нервной иннер­вации волокон голосовых связок и мышц гортани в голосообразо­вании.

Согласно третьей, более современной теории (Дмитриев, Жинкин, Рудаков, Морозов, 60-е гг. XX в.), механизм голосообразова­ния складывается из представлений обеих теорий. Частота коле­баний голосовых складок зависит от их длины и толщины, под- связочного давления, объема и формы резонаторов, иннервации мышц гортани и состояния коры головного мозга.

Воздушный поток, создаваемый в речевом тракте, благодаря действию дыхательной системы, может модулироваться тремя спо­собами:

- периодической модуляцией колеблющимися голосовыми связками;

- возникновением турбулентности в потоке, проходящем че­рез место резкого сужения речевого тракта;

- возникновением взрывных звуков при быстром открывании полной смычки.

В результате модуляции энергия воздушного потока преобра­зуется в акустические колебания. Гортань является мощным источником акустической энергии и представляет собой орган, приспособленный для создания зву­ковых колебаний. Находящиеся внутри полости гортани две эла­стичные складки

— «голосовые связки» — образуют своеобраз­ный и тонко управляемый клапанный механизм. При наличии определенных условий: достаточной величины подсвязочного давле­ния, сведения и соответствующего натяжения голосовых связок — последние приходят в колебательное движение.

Колебания эти происходят в результате взаимодействия сил, направленных в разные стороны. Сила, создаваемая подсвязочным давлением (воздушный поток, возникающий благодаря дей­ствию дыхательной системы), стремится раздвинуть голосовые связки; вследствие упругости соответственно натянутых мышца­ми связок возникает сила, пытающая свести их вместе. Опреде­ленное значение имеет эффект Бернулли (возникновение силы, сближающей стенки канала при прохождении по нему с большой скоростью потока жидкости или газа). Площадь отверстия между голосовыми связками (голосовая щель) периодически изменяет­ся. Как правило, в течение некоторой доли периода колебаний голосовая щель оказывается полностью сомкнутой, и воздушный поток полностью прерывается. Типичной является картина, изобра­женная на рис. 67, Б, она называется осциллограммой голоса.

Частотный спектр, соответствующий подобной последователь­ности воздушных толчков (см. рис. 67, В), называется спектро­граммой голоса.

Механизм шепота. Описанные выше процессы происходят при голосовой речи. При шепоте голосовые связки смыкаются не пол­ностью: в задней части гортани остается маленькая щель в виде треугольника. Через нее проходит выдыхаемая струя воздуха, но подсвязочное давление невелико и голосовые связки почти не колеблются. Однако при трении воздуха о края голосовых связок возникает шум, который модулируется увеличением или умень­шением голосовой щели и воспринимается человеком как шепот­ная речь. Она может осуществляться не только на выдохе, как голосовая, но и на вдохе.

Механизм фальцета. Фальцет — очень высокий мужской го­лос, возникающий в результате того, что голосовые связки колеб­лются только в области их краев, обращенных в голосовую щель. В отличие от обычного голосообразования эти колебания проис­ходят не в поперечном, а в продольном направлении (вверх — вниз). Кроме того, голосовые связки не смыкаются полностью во время голосообразования, а между ними постоянно остается щель (см. рис. 70, В).