Физиология голоса: источник потока энергии воздуха для голоса
Голос, или звуковой сигнал, образуется из нагнетаемого воздуха, который поступает к голосовым складкам и вышележащим отделам голосового тракта (в верхних отделах образуются согласные).
Источником этого воздуха, разумеется, являются легкие. И хотя во время фонации базовая биомеханика наполнения легких и альвеол воздухом в целом остается такой же, что и при обычном дыхании, для стабильного воспроизведения голосового сигнала с нужными свойствами требуется точная координация акта дыхания, во время которого нужно как удовлетворить потребность организма в кислороде, так и обеспечить функцию голосообразования.
• Объем воздуха в легких, требующийся для фонации, обычно выше, чем при пассивном дыхании. Дыхательный объем покоя составляет около 0,5 л. В то же время, для инициации речевого дыхания объем воздуха в конце вдоха должен составлять около 35-65% жизненной емкости легких.
При речи дыхательный объем на выдохе примерно равняется функциональной остаточной емкости, которая примерно соответствует «состоянию покоя» всей дыхательной системы, когда силы вдоха и выдоха примерно уравнивают друг друга. Для громкой речи требуются большие объемы воздуха, чем для тихой.
• При спокойном дыхании продолжительность вдоха составляет около 40% дыхательного цикла. В норме речь формируется только на выдохе, поэтому для обеспечения плавности речи промежутки между дыхательными циклами должны быть сведены к минимуму. Во время речи продолжительность вдоха сокращается до 10% от времени всего дыхательного цикла. Для этого необходимо соответствующее возрастание скорости воздушной волны на вдохе.
• Уровень давления воздушного потока, наблюдаемый в трахее, обычно достаточно низкий, от -1 до + 1 см водн. ст., при этом положительное давление выдоха генерируется пассивно, силой отдачи, формирующейся во время предшествующего вдоха. В то же время, во время фонации, для обеспечения быстрого вдоха необходимо формирование высокого отрицательного давления (на вдохе).
Еще более важно, что для продукции звукового сигнала требуется высокий уровень положительного давления, от +4 см водн. ст. для тихой речи до +10 см водн. ст. для громкой. Для формирования такого уровня положительного давления эластической тяги недостаточно, поэтому оно должно генерироваться активно.
Модель голосообразования «источник-фильтр».
Легкие обеспечивают энергию воздушного потока, из которого на уровне голосовых складок образуется звук с базовой частотой и обертонами.
Затем эти частоты модифицируются в голосовом тракте.
• Для обеспечения фонации и артикуляции давление в просвете трахеи должно сохраняться на определенном стабильном уровне, изменяясь только для удовлетворения определенных потребностей воспроизведения звуков с конкретными характеристиками. Этому препятствуют биомеханические свойства легких и грудной клетки. При изменении объема легких их эластическая тяга изменяется нелинейно.
Например, во время глубокого вдоха, который совершается при подготовке к произнесению длинной фразы, положительное давление, сформировавшееся в трахее пассивно под действием эластической тяги, может значительно превышать уровень, необходимый для фонации и речи. Напротив, в конце акта фонации объем легких может быть резко снижен, меньше функциональной остаточной емкости легких; положительное давление может оказаться слишком низким, недостаточным для нормальной фонации; иногда давление вообще может оказаться отрицательным.
Поэтому для нормального процесса формирования речи требуется активное участие мускулатуры грудной клетки, которая либо снижает слишком высокое положительное давление, либо обеспечивает его нормальный уровень при недостаточном или отрицательном давлении в трахее.
Другой проблемой, которой часто не уделяется должного внимания, является то, что для произведения нормальной речи необходимы значительные и быстрые изменения в объеме выдыхаемого воздуха. Например, при произнесении слова «she» («ши»), пиковая скорость воздушной волны при произнесении звука «sh» составляет около 700 мл/сек. После чего, буквально через несколько десятков миллисекунд, она падает до 125 мл/сек при произнесении звука «е».
В результате происходят быстрые и не всегда желательные для организма перепады давления. Поэтому для регуляции давления и обеспечения необходимой громкости голоса в формировании речи участвует грудная клетка. По сравнению со спокойным дыханием, при фонации пространство между ребрами несколько расширено, мышцы передней брюшной стенки сокращены, а диафрагма смещена кверху.
К сожалению, не существует каких-либо «законов» голосообразования. Разные люди решают биомеханические задачи фонации совершенно по-разному. Иногда абсолютно здоровые люди в своей речи используют механизмы фонации, непонятные для специалиста-физиолога. Утверждения о том, что существует какой-либо «правильный» способ дыхания в норме или при наличии заболеваний, не имеют под собой ни эмпирических, ни теоретических обоснований, поэтому относиться к ним нужно с большим скепсисом.
