Как возникает звук в гортани
Теория источник-фильтр образования звука и голоса в гортаниПод вокализацией понимают образование звука в гортани. Этот процесс не обязательно включает в себя артикуляцию. Однако человеческий голос меняется при прохождении вибрирующего воздушного потока через голосовой тракт. Конфигурация голосового тракта определяет характер звуков, выходящих из ротового отверстия. Акустические свойства голосового тракта формируют спектральную характеристику голосовых складок как основного источника звуков и рассматриваются теорией источник-фильтр. В ее основе лежит представление о спектральной обособленности гортани как источника голоса и голосового тракта как резонатора. Звук, возникший в голосовой щели, перед эмиссией в окружающую среду проходит через надскладочное пространство, содержащее воздух, через глотку, полость рта и носа. Воздух, который заполняет резонатор (голосовой тракт), вибрирует с различной резонансной частотой, при которой усиливает имеющиеся спектральные компоненты (гармоники). Резонансные частоты спектра звука, проходящего через голосовой тракт (форманты), действуют как фильтры, которые определяют форму спектральной кривой звука, генерируемого в гортани. В результате выходной сигнал представляет собой результат взаимодействия источника звука и фильтра. Различные звуки человеческой речи (фонемы) существенно зависят от формантов. Во всех языках, на которых говорят люди, гласные различаются частотой двух нижних формантов. Третий, четвертый и пятый форманты играют важную роль в индивидуальной окраске тембра голоса.
– Также рекомендуем “Методы обследования при нарушении голоса и болезнях голосового аппарата” Оглавление темы “Рак гортани и нарушения голоса”:
|
Источник
Звук – это колебания, которые распространяются в упругих средах, например, в воздухе или в воде. Любой предмет, если его заставить вибрировать, становится источником звука*. Природу рождения звуков наглядно можно представить так.
Если произвести резкое смещение частиц упругой среды в одном месте, то в этом месте увеличится давление. Благодаря упругим связям частиц давление передаётся на соседние частицы. Те, в свою очередь, воздействуют на следующие, и область повышенного давления как бы перемещается в упругой среде. За областью повышенного давления следует область пониженного давления, и, таким образом, образуется ряд чередующихся областей сжатия и разрежения, распространяющихся в среде в виде волны. Каждая частица упругой среды в этом случае будет совершать колебательные движения. Так рождается продольная волна.
Голос человека – это тоже звуковые колебания воздуха. Откуда же они берутся?
В дыхательном аппарате человека. Если бы воздух проходил через наши органы дыхания беспрепятственно, то мы бы не произносили никаких звуков. Но в нашей дыхательной системе есть такие препятствия. Совокупность органов, которые участвуют в образовании голоса, называют голосовым аппаратом.
Мы можем говорить (а также кричать, петь, шептать) только на выдохе, когда воздух выходит из легких наружу через рот и нос. В нашей дыхательной системе есть участок между трахеей и глоткой, который называется гортанью. Гортань – это хрящевая трубка, покрытая изнутри слизистой оболочкой. Сверху гортань покрыта надгортанником, состоящим из эластического хряща и расположенным впереди входа в гортань. Слизистая оболочка гортани имеет складки, выступающие в ее полость и содержащие связки и мышцы. Эти складки называются голосовыми складками (их еще называют голосовыми связками). Щель в гортани между голосовыми связками называется голосовой щелью. Именно вибрация складок при прохождении воздуха через голосовую щель создает звуковую волну и тем самым рождает голос.
При молчании голосовая щель широко раскрыта, при разговоре или пении – сужается.
Гортань человека во время вдоха (а) и выдоха, сопровождаемого речью (б):
1 – надгортанник, 2 – голосовые связки
Мышцы гортани способны изменять положение ее хрящей. В результате могут меняться ширина голосовой щели и натяжение голосовых связок. Размеры голосовых связок определяют тип голоса: у людей с низкими голосами складки более длинные и толстые, а с высокими – короткие и тонкие.
Кроме органов дыхания и места возникновения звуков – гортани к голосовому аппарату относятся артикуляционный аппарат и резонаторы.
Артикуляция (от лат. articulo – “расчленяю”) – это работа органов речи при образовании звуков. Артикуляционный аппарат служит для образования звуков членораздельной речи**. Помимо голосовых складок к артикуляционному аппарату относятся язык, губы, нёбо, глотка, зубы.
Характер звука зависит от того, создаются ли шумы при прохождении воздуха через речевой аппарат. Шум возникает, если воздушная струя встречает на своем пути дополнительные препятствия – органы ротовой полости. Если шума при образовании звука не происходит, мы имеем дело с гласными звуками – [а], [о], [у], [э], [и], [ы]. Если к голосу присоединяется шум, возникает согласный звук. Согласные, которые состоят из голоса и шума, называют звонкими (например, [д], [з], [м], [в]). Согласные звуки, которые состоят только из шума, (например, [т], [с], [ф], [п]) называют глухими. Голосовые складки при образовании глухих согласных не колеблются.
Подвижные органы артикуляционного аппарата (язык, губы) называют активными, неподвижные – пассивными (верхняя губа, верхние зубы, та или иная часть неба).
По активному органу речи все согласные звуки делятся на губные и язычные. По пассивному органу речи все согласные звуки делятся на зубные, нёбно-зубные, средне-нёбные и задне-нёбные.
Резонаторы – это полости, резонирующие на возникающий в голосовой щели звук и придающие ему силу и окраску (тембр). Резонанс (от лат. resono – “звучу в ответ”, “откликаюсь”) – явление усиления собственных колебаний резонаторов под воздействием внешних колебаний той же частоты.
Различают головной и грудной резонаторы. За счет верхних резонаторов голос приобретает звонкость, а за счет нижних – силу, мягкость, полноту звука. К верхним головным резонаторам относятся полости, лежащие выше голосовых связок – носовые ходы, гайморовы и лобные пазухи. К нижним резонаторам относятся трахея, бронхи и легкие. Сверху и снизу к гортани непосредственно примыкают трубообразные полости, составляющие с ней единое целое. Нижняя подгортанная труба переходит в трахею и бронхи. Верхняя надгортанная труба переходит в полость ротоглотки и далее в ротовую и носовую полости.
Головное резонирование ощущается как вибрация в голове (зубы, темя). Грудное резонирование ощущается как вибрация в груди (трахея, бронхи).
В результате прохождения звуковых волн через резонаторы приобретается характерный для каждого человека тембр голоса. Тембр является уникальным индивидуальным качеством человека, отличающим его от других людей. Как нет двух лиц, абсолютно похожих друг на друга, так нет и двух абсолютно одинаковых по тембру голосов. Бывает, что можно не узнать по лицу человека, которого не видели много лет, но характерные элементы тембра человека остаются постоянными всю его жизнь, и никакие дурные привычки или специальные упражнения не могут его изменить.
Говоря об органах, составляющих голосовой аппарат, нельзя забывать про центральную нервную систему. Специальные речевые центры головного мозга организуют их функции в единый, целостный процесс звукообразования, который является сложным психофизическим актом.
* Слышимые человеком звуки – это только те колебания, которые воспринимаются нашим слуховым аппаратом. Не все колебания тел могут быть уловлены ухом, а только те, которые находятся в промежутке от 16 до 20000 Герц. Звуки ниже диапазона слышимости человека называют инфразвуками, выше – ультразвуками.
** Процесс образования звука голоса называется голосообразованием, или фонацией.
Источник
Оглавление темы “Анатомия гортани”: 1. Гортань. Анатомия гортани 2. Хрящи гортани. Связки гортани. Соединения гортани. Суставы гортани 3. Мышцы гортани. 4. Полость гортани. Предверие гортани. Голосовая щель. Звукообразование в гортани 5. Кровоснабжение, иннервация, лимфоотток от гортани. Сосуды и нервы гортани 6. Топографическая анатомия гортани Полость гортани, cavitas laryngis, открывается отверстием — входом в гортань, aditus laryngis. Оно ограничено спереди свободным краем надгортанника, сзади — верхушками черпаловидных хрящей вместе со складкой слизистой оболочки между ними, plica interarytenoidea, с боков — складками слизистой оболочки, натянутыми между надгортанником и черпаловидными хрящами, — plicae aryepiglotticae. По бокам последних лежат грушевидные углубления стенки глотки, recessus piriformes. Сама полость гортани по форме напоминает песочные часы: в среднем отделе она сужена, кверху и книзу расширена. Верхний расширенный /этдел полости гортани носит название преддверия гортани, vestibulum laryngis. Преддверие простирается от входа в гортань до парной складки слизистой оболочки, расположенной на боковой стенке полости и носящей название plica vestibularis; в толще последней заложена lig. vestibulare. Стенками преддверия являются: спереди — дорсальная поверхность надгортанника, сзади – верхние части черпаловидных хрящей и plica interarytenoidea, с боков — пар_ная эластическая перепонка, протягивающаяся от plica vestibularis до plica aryepiglottica и называемая membrana fibroelastica laryngis. Наиболее сложно устроен средний, суженный, отдел полости гортани — собственно голосовой аппарат, glottis. Он отграничивается от верхнего и нижнего отделов двумя парами складок слизистой оболочки, расположенных на боковых стенках гортани. Верхняя складка — это уже упомянутая парная plica vestibularis. Свободные края складок ограничивают непарную, довольно широкую щель преддверия, rima vestibuli. Нижняя складка, голосовая, plica vocalis, выступает в полость больше верхней и содержит в себе голосовую связку, lig.vocale, и голосовую мышцу, m. vocalis. Углубление между plica vestibularis и plica vocalis носит название желудочка гортани, ventriculus laryngis.
Между обеими plicae vocales образуется сагиттально расположенная голосовая щель, rima glottidis. Щель эта — самая узкая часть полости гортани. В ней различают передний большой отдел, расположенный между самими связками и называемый межперепончатой частью, pars intermembranacea, и задний меньший, расположенный между голосовыми отростками, processus vocalis, черпаловидных хрящей — межхрящевая часть, pars intercartilaginea. Нижний расширенный отдел гортани, cavitas infraglottica, постепенно суживается книзу и переходит в трахею. У живого при ларингоскопии (осмотр гортани с помощью гортанного зеркала) можно видеть форму голосовой щели и ее изменения. При акте фонации (звукообразование) pars intermembranacea представляется в виде узкой щели, pars intercartilaginea имеет очертания маленького треугольника; при спокойном дыхании pars intermembranacea расширяется и вся голосовая щель принимает форму треугольника, основание которого располагается между черпаловидными хрящами. Слизистая оболочка гортани выглядит гладкой и имеет равномерную розовую окраску, без локальных изменений рельефа и подвижности. В области голосовых связок она имеет розовую окраску, в области lig. vestibulare — красноватую. Слизистая оболочка гортани выше голосовых связок чрезвычайно чувствительна: при попадании сюда инородных тел немедленно наблюдается реакция в виде сильного кашля. Звукообразование происходит на выдохе. Причиной образования голоса является колебание голосовых связок, которые колеблются не пассивно под действием тока воздуха, а благодаря тесному взаимоотношению с mm. vocales, которые сокращаются активно под действием ритмических импульсов, приходящих по нервам из центров головного мозга со звуковой частотой. Звук, который порождают голосовые связки, кроме основного тона, содержит целый ряд обертонов. Тем не менее этот «связочный» звук еще совершенно не похож на звуки живого голоса: свой естественный человеческий тембр голос приобретает лишь благодаря системе резонаторов. Поскольку природа — очень экономный строитель, роль резонаторов выполняют различные воздухоносные полости дыхательного тракта, окружающие голосовые связки. Важнейшие резонаторы — глотка и полость рта.
Учебное видео по анатомии гортани
– Также рекомендуем “Кровоснабжение и иннервация гортани. Сосуды и нервы гортани.”. |
Источник
Голосовая функция гортани. Рефлексы формирования голоса у человекаЧтобы понять голосовую функцию гортани, следует подробно познакомиться с рядом основных ее механизмов. Гортань является органом, который одновременно может осуществлять ряд двигательных функций. Во время вдоха и проглатывания пищи гортань перемещается вверх, во время выдоха опускается вниз. Для легких голосов и колоратуры характерным является высокое положение гортани в то время, как при низких и сильных голосах гортань располагается гораздо ниже. Однако, сказанное выше не является правилом без исключений. Принято считать, что, чем большую ценность представляет собой голос и чем лучше обучен певец, тем меньшие экскурсии вверх и вниз совершает гортань. Гортань совершает также движения вперёд и назад, причём этого рода перемещения обычно очень незначительные.
Значение движений гортани вперёд и назад, вверх и вниз при пении отличается от естественных перемещений гортани во время дыхания и глотания. Хотя мышечная чувствительность даёт возможность определить положение гортани, часто приходится встречаться с таким явлением, когда певцы не умеют контролировать движений гортани и совершенно неправильно информируют врача о положении гортани во время голосообразования. Изменение тембра голоса в связи с движениями гортани является следствием изменения объёма резонаторных полостей. Гортань, глотка (ее нижний, средний и верхний отделы), ротовая полость, нос, гайморовы полости, трахея, бронхи составляют единый комплекс резонаторных полостей. Тембр голоса изменяется в зависимости от того, какое положение занимает гортань: высокое или низкое. Перемещение гортани вверх, вниз, вперёд или назад влечёт за собой изменение объёма остальных резонаторных полостей, объём которых также может увеличиваться или уменьшаться, благодаря сокращениям соответствующих мышц. Во время дыхания голосовая щель широко открыта, что даёт возможность воздуху свободно проходить в легкие и выходить назад наружу. Во время фонации голосовые связки сближаются и происходит полное или частичное закрытие голосовой щели. Контакт голосовых связок наиболее тесен на отрезке, лежащем между средней и задней третей их длины, считая от места их прикрепления спереди. Контакт их считается полным в том случае, если голосовые связки не только сближены, но и одновременно произошло закрытие заднего отдела голосовой щели, заключенного между черпаловидными хрящами. Закрытие этого отдела голосовой щели связано с сокращением поперечной черпаловидной мышцы. Контакт голосовых связок во время фонации может быть полным или неполным, что определяет так называемую постановку голоса. – Также рекомендуем “Типы постановки голоса. Мягкая, твердая и предыхательная постановка голоса” Оглавление темы “Физиология голоса в норме”:
|
Источник
Механизм звукообразования
Механизм звукообразования
Звук в гортани формируется при выдохе. Разница давления между саvum infraglotticum и vestibulum laryngis способствует быстрому прохождению воздуха, что вызывает колебания голосовых связок, порождающие звуковые волны. При выдохе давление воздушной струи в cavum infraglotticum выше, чем в vestibulum laryngis; особенно оно повышается в узкой голосовой щели. В результате разности давления воздушной струи между голосовой щелью и преддверием гортани колебание голосовых связок усиливается. Мышцы гортани во время образования звука также оказывают регулирующее влияние на напряжение голосовых связок и ширину голосовой щели, что создает определенную интонацию и нюансы звуков. Окончательное формирование звуков совершается за счет резонаторов (глотка, ротовая и носовая полости, воздухоносные пазухи черепа).
Механизм закрытия гортани. При акте глотания вход в гортань герметически замыкается надгортанником. Закрытие гортани совершается при прохождении пищевого комка через глотку. В этот момент гортань и глотка поднимаются, а корень языка смещает надгортанный хрящ назад. Этому способствует сокращение m. aryepiglotticus. Вслед за прошедшим пищевым комком наступает расслабление мышц и гортань вместе с глоткой вновь опускается. В результате упругая основа надгортанника расправляется и он принимает вертикальное положение, открывая вход в преддверие гортани. Расправлению надгортанника способствует m. thyroepiglotticus.
Эмбриогенез гортани
Закладкой эпителия для всей дыхательной системы является вентральный вырост глотки. Вокруг эпителиальной закладки на 8-9-й неделе внутриутробного развития мезенхима передних концов II-III жаберных дуг формирует хрящи гортани и мышцы. Голосовые и преддверные связки возникают на 11-12-й неделе. Надгортанник по происхождению не связан с жаберным аппаратом, а возникает из складки слизистой оболочки, находящейся впереди гортанной щели.
Филогенез гортани
У хвостатых амфибий обособленная гортань в системе дыхательной трубки содержит парный хрящ, выполняющий функцию опоры. В гортани у бесхвостых амфибий уже обособлены пара хрящей и один перстневидный хрящ, а черпаловидные хрящи ограничивают гортанную щель. Черпаловидные хрящи поддерживают зачаток голосовых складок, являющихся производными слизистой оболочки.
У рептилий и птиц существенных преобразований в строении гортани не происходит, только у птиц наступает редукция голосовых связок.
Гортань млекопитающих приобретает щитовидный хрящ и надгортанник становится звукообразующим органом. Следовательно, у млекопитающих хорошо развиты голосовые и преддверные связки, а также гортанные желудочки, достигающие значительной величины у человекообразных обезьян. У китообразных и сумчатых надгортанник и черпаловидные хрящи вытянуты и могут вставляться в носоглотку, что способствует проглатыванию пищи без перерыва акта дыхания. Подобное наблюдается у верблюдов и слонов. Эти филогенетические особенности в некоторой степени сохраняются у новорожденного, у которого гортань приближена к хоанам, а грушевидные карманы глотки хорошо развиты. Все это обеспечивает одновременно дыхание и прием пищи.
Источник