html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

У женщин голос устает меньше, чем у мужчин

Рис. 1. Строение глотки, трахеи (trachea) и гортани (larynx)

Рис. 1. Строение глотки, трахеи (trachea) и гортани (larynx). Голосовые складки (vocal fold) расположены на верхнем конце трахеи, где она разделяется с пищеводом. Складки натянуты на хрящи гортани (cuneiform cartilages, corniculate cartilages). При дыхании (respiration) голосовые связки расслаблены, а дыхательная щель широко раскрыта. Когда человек говорит (phonation), то связки смыкаются, а выдыхаемый воздух заставляет их вибрировать. Рисунок с сайта fortworthent.net

Применение нового неинвазивного метода исследования голосовых складок позволило ученым из Тайваня пролить свет на физиологию усталости голоса. Выяснилось, что длительное интенсивное использование голосового аппарата приводит к гипоксии голосовых связок — снижается снабжение их кислородом. Восстановление нормального уровня кислорода происходит с разной скоростью у мужчин и женщин: у женщин это происходит быстрее. Кроме того, усталый голос менее устойчив и звучит грубее и ниже, чем здоровый. Особенно это выражено у мужчин.

Для начала давайте разберемся, откуда вообще берется голос у людей. Хорошо известно, что и в речи, и в пении активное участие принимают голосовые связки: именно они придают звучание гласным и звонким согласным звукам, а без их участия производятся только глухие согласные и шепот (см.: Фонация). Но как именно работают наши голосовые связки?

Эти небольшие (у мужчин обычно их длина составляет 1,75–2,5 см, а у женщин — 1,25–1,75 см) тяжи входят в состав голосовых складок, расположенных в гортани. Связки могут смыкаться, закрывая путь воздуху и размыкаться, открывая его (рис. 1). Существуют два основных подхода к объяснению принципа работы голосовых складок: миоэластический и нейрохронаксический.

Согласно миоэластической теории голосообразования звук создается противодействием упругости голосовых связок напору выдыхаемого воздуха. Предполагается, что человек усилием воли натягивает (сближает) связки и закрывает таким образом голосовую щель. При выдохе давление прорывающегося через голосовую щель воздуха ненадолго размыкает связки, после чего они в силу своей упругости возвращаются в исходное положение, затем снова размыкаются воздухом и т.д. Звуки возникают из-за колебания связок в горизонтальной плоскости (смыкания-размыкания) под действием струи выдыхаемого воздуха. Высота звука (частота колебаний связок), как и его громкость, должна по этой теории напрямую определяться силой выдоха, то есть работой диафрагмы и наружных межреберных мышц при вдохе и внутренних межреберных мышц и некоторых мышц живота при самом выдохе. Получается, что высокие звуки могут быть только громкими, а низкие — только тихими. Но это не так: несмотря на некоторую связь между громкостью и высотой произносимого звука, тренировкой можно научиться издавать очень тихие высокие звуки и наоборот. Эта теория была популярна до 50-х годов XX века, но и на данный момент она не считается устаревшей, хоть и подвергается серьезной критике.

С 1951 года активно развивается юссоновская или нейрохронаксическая теория голосообразования. Рауль Юссон показал, что колебания натянутых связок являются ответом на серию быстротекущих нервных импульсов, поступающих по двигательному нерву гортани. Под действием каждого из этих импульсов голосовые связки активно расходятся, сближение же происходит пассивно под действием упругости натянутых связок. В результате происходит вибрация связок в горизонтальной плоскости без смыкания голосовой щели. Частота этих импульсов точно соответствует частоте извлекаемого звука. Таким образом, высота звука определяется деятельностью нервной системы: количеством импульсов, посылаемых на раздвигающие голосовые связки мышцы, в единицу времени. Громкость голоса определяется силой выдоха.

Сейчас известно, что в формировании высоты звука большую роль играет и степень натяжения и сближения голосовых связок (см. наглядную демонстрацию). С 50-х годов и по нынешнее время обе теории активно дополняются и расширяются более комплексной теорией — резонансной теорией пения. Она практически не обсуждает работу самих голосовых связок, поэтому и не была перечислена выше. Хоть из названия этой теории и следует, что основное направление исследования касается именно певческого голоса, многие выводы касаются речи и голосообразования в целом. В этой теории акцент смещается со связок на систему естественных резонаторов нашего тела, к которым относятся грудная клетка (трахея и бронхи), надгортанное пространство (глотка, ротовая полость, носовая полость), некоторые пазухи носа и др. Все эти полости обеспечивают усиление звука, производимого связками. Дело в том, что звук, извлекаемый самими связками, без резонаторов очень слаб и не годится ни для обычной речи, ни тем более для профессиональной деятельности актеров, учителей, ораторов и певцов. Без резонаторов также не могут быть различимы гласные звуки: форма ротовой и носоглоточной полостей во время речи и пения изменяется с помощью нижней челюсти, губ, языка, мышц мягкого нёба и гортани, что придает этим полостям особые резонаторные свойства в соответствии с так называемой формантной структурой гласной, которую мы хотим произнести.

Получается, что голос — это результат работы целого голосового аппарата, в состав которого входят, помимо гортани с голосовыми складками, еще и дыхательная система, система резонаторных полостей и система, регулирующая формы этих полостей и создающая преграды на пути воздуха — артикуляционный аппарат. Из-за того, что голосовой аппарат состоит из большого количества составляющих, многие из которых без специальной тренировки не работают и даже не ощущаются нами отдельно от других, затруднено определение и лечение недугов голосового аппарата.

Один из них — усталость голоса, временное негативное ощущение в горле и ухудшение качества голоса после продолжительного его использования. Усталость голоса знакома многим из нас, практически каждый человек когда-нибудь это испытывал, но особенно ей подвержены представители «голосовых профессий»: учителя, ораторы, актеры и певцы. Это явление комплексно по своей природе, но исследователи стремятся разложить его на составляющие для совершенствования методов диагностики, лечения и предупреждения более серьезных голосовых недугов, возникающих в результате избыточного использования голосового аппарата. В первую очередь об усталости голоса судят по показаниям пациента. Анализ многочисленных данных показывает, что симптоматика очень индивидуальна, однако существуют некоторые наиболее часто встречающиеся жалобы, характерные и для обычных людей, и для тех, кто много говорит по работе (или просто любит много говорить): уменьшение разницы громкости между самым громким и самым тихим звуком, на который способен голосовой аппарат пациента (уменьшение динамического диапазона), уменьшение разницы между самым высоким и самым низким возможным звуком (уменьшение звуковысотного диапазона), ослабление дыхания, дискомфорт/напряжение в мышцах голосового аппарата, снижение управляемости голоса и увеличение количества усилий, необходимых для продолжения работы голосового аппарата в нормальном режиме (N. V. Welham, M. A. Maclagan, 2003. Vocal fatigue: current knowledge and future directions).

Физиологические основы этого состояния голосового аппарата изучены еще хуже. Но есть несколько предположений о том, что порождает субъективное ощущение усталости голоса у пациентов. Во-первых, не смотря на существующее мнение о том, что мышцы гортани значительно устойчивее к утомлению, чем скелетная мускулатура, предполагается, что они все же устают (V. J. Boucher, T. Ayad, 2010. Physiological attributes of vocal fatigue and their acoustic effects: a synthesis of findings for a criterion-based prevention of acquired voice disorders). Во-вторых, при активном использовании мускулатуры связок в них ухудшается кровообращение, что приводит к их нагреванию, а долгая вибрация может вызывать небольшое воспаление и набухание тканей всей гортани, в результате происходит высыхание и изменение эластичности и упругости голосовых складок. В-третьих, усталости подвержены мышцы дыхательной системы и артикуляционного аппарата.

С помощью функциональной спектроскопии в ближней инфракрасной области по изменению концентраций окси- и дезоксигемоглобина можно оценить изменения насыщенности тканей гортани кислородом. Именно это и проделали исследователи на 60 подопытных (в исследовании участвовали 30 женщин и 30 мужчин) из Тайваня. Чтобы вызвать усталость голосового аппарата, они попросили исследуемых читать вслух с громкостью около 90 дБ в течение часа с тремя перерывами по 5 минут (рис. 2). До и после задания исследователи фиксировали изменения в концентрации гемоглобинов в области голосовых складок, а также записывали и анализировали голос испытуемых с помощью оптического микрофона.

Рис 2. Схема эксперимента

Рис 2. Схема эксперимента. (а) — утомление голоса громким чтением, (b) — снятие показаний. Vocal loading task — чтение с громкостью около 90 дБ; Oxidative metabolism detection — анализ изменения концентрации гемоглобинов с помощью функциональной спектроскопии в ближней инфракрасной области, 30 секунд; Acoustic detection — запись голоса на оптический микрофон в течение 6 секунд. Иллюстрация из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Оказалось, что и до чтения вслух, и после него насыщенность тканей кислородом у женщин и мужчин разная. А также, — что и у тех, и у других после искусственно вызванной усталости голосового аппарата динамика концентраций окси- и дезоксигемоглобина в голосовых складках значительно отличается от нормальной (рис. 3). Причем у мужчин эта разница устойчива, а у женщин — нет: у них происходит быстрое, заметное даже на 30 секундном интервале, восстановление нормального соотношения гемоглобинов. То есть после интенсивного использования голоса наблюдается гипоксия в голосовых складках, и у мужчин она сохраняется дольше, чем у женщин.

Рис. 3. Динамика изменения относительных концентраций оксигемоглобина и дезоксигемоглобина у мужчин и женщин

Рис. 3. Динамика изменения относительных концентраций оксигемоглобина (∆[HbO2]) и дезоксигемоглобина (∆[Hb]) у мужчин (а) и женщин (b). В левой части каждого графика показано состояние до нагрузки на голосовой аппарат (чтения вслух), в правой части — после нагрузки. По горизонтальной оси — время в секундах, по вертикальной оси — нормированное значение изменения концентрации гемоглобинов. Иллюстрация из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

После функциональной спектроскопии испытуемые произносили букву «а» в течение 6 секунд на удобной для них высоте и громкости. Это записывали с помощью оптического микрофона и полученные записи исследователи разбивали на составляющие частоты (ведь наш голосовой аппарат не генерирует звук на одной определенной частоте, а создает целый спектр частот разной интенсивности, который усреднено слышится как голос одной определенной высоты). Результаты показаны на рис. 4. Видно, что различия между записями до и после утомления голоса (длительного чтения вслух) находятся в области низких частот, в то время как высокие частоты практически не изменили своей интенсивности. У мужчин эта разница выражена сильнее, чем у женщин.

Рис. 4. Спектры звука, записанного до и после чтения вслух

Рис. 4. Спектры звука, записанного до и после чтения вслух. (а) — общая интенсивность звука, длина записи — 6 секунд, (b) — интенсивность разных частот в составе звука у женщин и мужчин до чтения вслух, (c) — после чтения вслух, (d) — интенсивность разных частот в составе звука до и после чтения вслух у мужчин, (e) — у женщин. По горизонтальной оси — частота (то есть высота звучания), по вертикальной оси — интенсивность (громкость) данной частоты в составе целого звука. Иллюстрация из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Основной тон (высота) звука у мужчин обычно ниже чем у женщин из-за большей длины голосовых связок. Усталый голос и у женщин, и у мужчин оказался немного ниже нормального, однако у женщин это лишь тенденция, а у мужчин — статистически значимая разница.

Кроме того, усталый голос звучит несколько грубее и неувереннее по сравнению с нормальным. Графически это выражается в непостоянстве интенсивности звука, его дрожании, снижении соотношения сигнал/шум. В данном исследовании только некоторые частные показатели этих деформаций голоса значимо отличались между записями до и после чтения, однако общая тенденция к «огрублению» голоса после его интенсивной работы имеется как у женщин, так и у мужчин. При этом среди мужчин голоса значимо грубее и в отдохнувшем и в уставшем состоянии по сравнению с женскими голосами, также среди мужчин большее количество показателей значимо различалось до и после чтения.

Несколько записей из Саарбрюккенской базы голосов (Saarbruecken Voice Database) позволяют услышать разницу между здоровым голосом и усталым: заметно «огрубление» и снижение основного тона голосов. Пациенты произносят на немецком фразу „Guten Morgen. Wie geht es Ihnen?“ («Доброе утро. Как у Вас дела?»): женский голос в нормальном состоянии, уставший женский голос (та же пациентка), мужской голос в нормальном состоянии, уставший мужской голос (тот же пациент).

Данное исследование показало, что снабжение тканей голосовых складок кислородом ухудшается после их интенсивного использования, заодно изменяется спектр звука и снижается основной тон, выбранный испытуемым как «удобная для него высота». Эти изменения, а также огрубление голоса после продолжительного громкого чтения вслух оказались более постоянными и более выраженными у мужчин по сравнению с женщинами. Почему это так, пока остается неизвестным, но можно предположить, что это как-то связано с длиной голосовых связок и размером всего голосового аппарата. А пока исследователи выясняют и уточняют физиологические основы усталости голоса, нам остается лишь стараться не переутомлять наш рабочий инструмент, чтобы не вызвать более серьезных голосовых недугов.

Источник: T. C. Lin, J. C. Chen, C. H. Liu, C. Y. Lee, Y. A. Tsou, & C. C. Chuang. A feasibility study on non-invasive oxidative metabolism detection and acoustic assessment of human vocal cords by using optical technique // Nature Scientific Reports. 2017. DOI: 10.1038/s41598-017-16807-2.

Алёна Сухопутова

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с elementy.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • elementy.ru
          • ученые
          • исследования
          • эксперименты
          • домен elementy.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции