 |
Как рождается звук: ученый Пермского Политеха рассказал об особенностях работы нашего голосового аппарата
16 апреля отмечается Всемирный день голоса. Ученый ПНИПУ объяснил, как устроен голосовой аппарат, как мы воспроизводим звук, чем отличается этот механизм при пении и шепоте, почему мы слышим себя не как другие люди, от чего зависят тембр и громкость, почему голос садится после крика и как поддержать здоровье связок.
Как устроен голосовой аппарат
Звук в нашем организме рождается в гортани — настоящем природном музыкальном инструменте.
– Внутри нее находятся две пары голосовых связок. С научной точки зрения, их правильнее называть складками, так как это сложные многослойные образования. Простая связка соединяет кости и не вибрирует, а складка включает мышцу, ткань и слизистый покров, который колеблется от воздуха. Они включают в себя голосовую мышцу, которая может менять натяжение и толщину, эластичную соединительную ткань и слизистый покров, вибрирующий под напором воздуха. Одна из пар складок – их называют истинными – расположена в нижней части гортани. Именно они помогают извлекать звук во время разговора, – рассказывает кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ Валерий Литвинов.
Помимо истинных, есть еще и ложные складки, расположенные в верхней части горла. Они не участвуют в образовании голоса, но могут включаться при пении в низком регистре или некоторых экстремальных вокальных техниках.
От сигнала мозга до вибрации голосовых складок: как мы извлекаем звук
Когда мы хотим что-то произнести, мозг запускает сложный каскад событий.
– Есть несколько зон, которые активируются в этот момент: моторная кора, которая отвечает за артикуляцию, центр Брока, помогающий нам строить фразы и подбирать правильные слова, и премоторные зоны — они работают как диспетчеры, планируя, в каком порядке и с какой силой должны двигаться мышцы, чтобы речь звучала плавно и понятно. От них сигналы по нервам направляются к трем основным «исполнительным» отделам: мышцам гортани, диафрагме и артикуляторному аппарату – языку, губам, мягкому небу, – говорит Валерий Литвинов.
Последовательность ответных реакций начинается со вдоха: диафрагма сокращается, межреберные мышцы поднимают грудную клетку, легкие наполняются воздухом. Затем наступает фаза звукоизвлечения.
– Голосовые складки смыкаются, перекрывая поток воздуха из легких. Он натыкается на преграду, и снизу нарастает давление. Когда напор становится достаточно сильным, складки на мгновение размыкаются, но, будучи эластичными, захлопываются вновь. Этот цикл повторяется сотни раз в секунду, создавая колебания воздуха. Именно их мы и воспринимаем как голос, – объясняет Валерий Литвинов.
Рожденный в гортани звук еще слаб и лишен индивидуальной окраски. Чтобы его обогатить, у нас есть система резонаторов, состоящая из трех взаимосвязанных отделов. Верхний — голова: нос, околоносовые пазухи, рот, глотка. Он придает членораздельность. Средний — грудь: трахея, бронхи, грудная клетка. Это усиливает громкость. А нижний — брюшная полость — отвечает за устойчивость голоса.
Звуковая волна от голосовых складок попадает в резонаторы — например, в грудную клетку или череп. Это замкнутые воздушные полости, каждая из которых обладает собственной частотой — то есть предпочитаемым ритмом движения воздуха внутри себя. Если они совпадают, возникает резонанс: каждый новый толчок волны попадает в такт с уже существующим движением воздуха внутри полости. Именно поэтому голос может звучать громко и насыщенно.
Что происходит при пении и шепоте
При пении и шепоте механизм голосообразования работает иначе, чем при обычной речи.
– Если в разговоре голосовые складки колеблются с умеренной частотой 85–255 Гц, то для взятия высоких нот они утончаются, сильно натягиваются и смыкаются лишь краями, что позволяет достигать частоты 700–1000 Гц, а дыхание становится более мощным с участием нижних ребер и живота. При таком механизме извлекается высокий, свистящий, флейтовый звук. Высоту можно регулировать двумя мышцами гортани — перстнещитовидной, которая натягивает складки, повышая тон, и голосовой – она расслабляет и укорачивает их, понижая звучание, – делится Валерий Литвинов.
При шепоте наши голосовые складки не вибрируют, а остаются почти сомкнутыми, оставляя лишь узкую треугольную щель в задней части гортани. Трение воздуха о края этого просвета создает характерный приглушенный шум без участия колебаний тканей.
Почему мы слышим свой голос не так, как другие люди
Собственный голос в записи всегда кажется нам чужим. Часто он звучит тоньше и слабее, чем мы привыкли. Это связано с путями его проникновения в слуховые каналы.
– Во время того, как мы говорим, к нашему уху звук доходит двумя способами — через воздух по наружному слуховому проходу и от вибраций костей черепа, которые передаются напрямую внутреннему уху, минуя наружное и среднее. Костная проводимость лучше передает низкие частоты, поэтому свой голос мы воспринимаем более низким, густым и полным, чем он есть на самом деле. Окружающие же слышат только воздушную составляющую — более высокую и тонкую, – отвечает Валерий Литвинов.
Это легко проверить: зажмите уши и произнесите что-нибудь — вы услышите свой голос, усиленный костной проводимостью. А запись вашего голоса на диктофон кажется чужой именно потому, что вы слышите только ту его часть, которую всегда слышат другие, — без привычного вам костного резонанса.
От чего зависят высота, громкость и тембр
Индивидуальные особенности голоса определяются анатомией и физиологией человека.
– Высота зависит прежде всего от длины и толщины голосовых складок, а также от их натяжения, регулируемого мышцами гортани. У мужчин под действием тестостерона в период полового созревания гортань увеличивается, а складки удлиняются на 6–10 мм и слегка утолщаются, что и приводит к более низкому голосу по сравнению с женским, – говорит Валерий Литвинов.
Однако за последние десятилетия средний тембр у женщин в западных странах стал ниже. Ученые связывают это изменение с эволюцией гендерных ролей: женщины, занимающие более активные позиции в обществе и бизнесе, подсознательно понижают голос, чтобы звучать авторитетнее.
– Уникальная окраска – тембр – создается обертонами, то есть дополнительными призвуками, возникающими при колебании складок. Форма и размер резонаторных полостей у каждого человека индивидуальны, поэтому одни обертоны усиливаются, другие гасятся, формируя неповторимую акустическую фактуру. Громкость определяется силой выдыхаемого воздуха: чем выше его давление на гортань, тем с большей амплитудой расходятся голосовые складки и тем ярче звук. Однако даже при схожих анатомических параметрах люди могут звучать по-разному из-за привычек, тренированности мышц и эмоционального состояния — именно поэтому голос можно развивать, например, с помощью вокальных или ораторских упражнений, – делится Валерий Литвинов.
Почему горло садится после долгого разговора или крика
– При крике голосовые складки смыкаются с чрезмерной силой и вибрируют с огромной амплитудой, что приводит к их микротравмам — возникают мелкие отеки, покраснения и даже точечные кровоизлияния в слизистую оболочку. Голосовые мышцы, отвечающие за натяжение складок, переутомляются и теряют способность к быстрому и точному сокращению, из-за чего складки перестают плотно смыкаться, и между ними остается щель. В результате воздух просачивается с шумом, голос становится слабым, нередко появляется осиплость и даже полная потеря голоса. При длительном разговоре к этому добавляется пересыхание слизистой — связки теряют эластичность, и трение при их колебании усиливается, что еще больше травмирует ткани, – отмечает Валерий Литвинов.
Чтобы восстановить голос, необходимо дать связкам полный покой: молчать несколько часов или даже дней, пить теплую жидкость, избегать шепота – он нагружает их даже больше, чем обычная речь, потому что при нем складки находятся в постоянном статическом напряжении, смыкаясь с большим усилием, что также приводит к их быстрому утомлению и микротравмам.
– Если голос садится регулярно, это может привести к хроническому ларингиту и образованию «певческих узелков» — огрубевших участков на связках, которые требуют уже медицинского лечения, – предупреждает ученый ПНИПУ.
Как поддержать здоровье голосовых связок
– Голосовой аппарат — это инструмент, который лучше всего работает, когда он увлажнен и не перегружен. Поэтому главное правило — пить достаточно воды комнатной температуры (около 30 мл на кг веса), увлажнять воздух в помещении и избегать кофеина и алкоголя, которые обезвоживают организм. Вредят голосу курение, в том числе пассивное, острая и кислая пища, холодные напитки, частое откашливание. Перед длительной нагрузкой полезно делать разминку (помычать с закрытым ртом, пропеть гласные), дышать диафрагмой, а не грудью, следить за осанкой и делать небольшие паузы в разговоре каждые 20–30 минут, – советует Валерий Литвинов.
Из продуктов особенно полезны теплая вода с медом и лимоном (увлажняет и смягчает слизистую), имбирный чай (согревает и обладает противовоспалительным действием), морковь и тыква (богаты витамином А, важным для здоровья слизистых оболочек), яйца, творог и рыба (содержат белок и витамин D для укрепления голосовых мышц), а также яблоки (стимулируют слюноотделение для естественного увлажнения).
– Если голос остается осиплым дольше 2–3 недель без видимой причины, появляются боль, комок в горле или затруднение дыхания — необходимо обратиться к ЛОР-врачу или фониатру, особенно внимательно следить за своим состоянием нужно людям «голосовых профессий» – учителям, преподавателям и вокалистам, – добавил Валерий Литвинов.
Контактное лицо: Татьяна (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 00:36, 18.04.2026
Количество просмотров: 30
Страна: Россия
| Научная Россия глазами молодежи из-за рубежа, Аналитический центр МНиОП, 01:03, 18.04.2026, |
49 |
| На этой неделе г. Дубна (Московская область) принимала иностранных студентов, молодых ученых, авторов и блогеров из 24 стран мира! |
|
| Вместо кулича ели освященный хлеб: ученые Пермского Политеха рассказали об истории пасхальных традиций, ПНИПУ, 22:16, 11.04.2026, Россия |
256 |
| Для россиян Пасха входит в тройку наиболее важных праздников. Ученые ПНИПУ рассказали, как еврейский Песах повлиял на возникновение Пасхи, почему православные, католики и иудеи отмечают ее в разные даты, правда ли, что кулич был обычным хлебом, почему яйца красили красным и откуда взялся пасхальный заяц. |
|
|
|
