Анатомия, физиология и патология голосообразовния голос это совокупность разнообразных по высоте

АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОЛОГИЯ ГОЛОСООБРАЗОВНИЯ

Голос

это совокупность разнообразных по

• высоте,

• силе (громкости)

• и тембру

звуков, издаваемых при помощи голосового аппарата.

Высота

время→

Низкий звук Высокий звук

Различают звуки, имеющие определённую высоту, – тоны (напр. гласные звуки), и неопределённые по высоте шумы (напр. глухие согласные). Звонкие и сонорные согласные представляют собой тоны, смешанные с шумами.

Частота измеряется в герцах (Гц) – количестве колебаний в секунду

Сила звука характеризует размах колебательных движений – амплитуду.

Сила звука не зависит от его высоты.

Сильный звук Слабый звук

Отличие громкости от силы звука

• Громкость измеряется в фонах (фон). Эта единица измерения учитывает разную чувствительность человеческого уха к звукам разной высоты;

• Сила звука характеризуется звуковым давлением, которое измеряется в децибелах (дБ). Его можно перевести в фоны с помощью специального графика (см. рисунок);

• Строго говоря, такой график индивидуален для каждого человека;

• Для звуков частотой 1000 Гц численные значения громкости и звукового давления совпадают.

Тембр

В сложном звуке различают основной тон, определяющий его высоту, и обертоны, общее звучание которых создает тембр. Благодаря тембру мы отличаем голос одного человека от голоса другого.

Тембр можно охарактеризовать спектром – набором частот и громкостей обертонов сложного тона.

Резонанс это явление избирательного увеличения громкости звуков определённой высоты в полостях, заполненных воздухом.

• Резонанс служит причиной усиления разных групп обертонов голоса, тем самым являясь темброобразующим механизмом.

• Помимо этого, изменение соотношения резонанса рта и глотки обеспечивает различение гласных звуков, т.е. выполняет фонетическую функцию.

Голосообразование

Их звуковая выразительность контролируется при помощи слухового анализатора,

а овладение ими происходит при участии как слухового, так и зрительного анализатора, путём имитации соответствующих движений артикуляционных органов.

Общее строение голосового аппарата

В состав голосового аппарата входят:

• Ротовая и носовая полости с придаточными полостями

• Глотка

• Гортань с голосовыми связками

• Трахея

• Бронхи

• Лёгкие

• Грудная клетка с дыхательными мышцами и диафрагмой

• Мышцы брюшной полости

• Нервная система: соответствующие нервные центры головного мозга с двигательными и чувствительными нервами, соединяющими эти центры со всеми указанными органами

Основными резонаторами в голосе человека являются глотка, ротовая и носовая полости и трахея

Два пути центральной регуляции голосообразования

Иерархическая организация центрального отдела голосового аппарата K. Simonyan, B. Horwitz Laryngeal motor cortex and control of speech in humans Neuroscientist, 17 (2) (2011), pp. 197–208

Подсистема I

• Включает в себя ядра ствола головного мозга (ГМ) и спинного мозга, ретикулярную формацию;

• Отвечает за непроизвольное порождение врождённых голосовых реакций, таких как крик новорождённого, плач и смех младенца.

Подсистема II

• Включает в себя центральное серое вещество (ЦСВ) и переднюю поясную кору (ППК);

• Отвечает за произвольное порождение врождённых голосовых реакций (напр. сдерживание плача в присутствии болевого стимула) и эмоциональную сторону голосообразования;

• ЦСВ служит промежуточным звеном между стволом ГМ и ППК. Оно отвечает за выбор типа голосовой реакции и её интенсивность. Поражение ЦСВ ведёт к немоте;

• ППК отвечает за волевую и эмоциональную стороны голосообразования. Повреждение ППК ведёт к потере сознательного контроля над эмоциональной окраской голоса.

Подсистема III

• Высший уровень регуляции голосообразования;

• Представлена гортанной (и ротолицевой)моторной зоной (ГМЗ) коры головного мозга;

• Отвечает за выработку новых голосообразовательных навыков и произвольное управление высотой, силой и тембровой окраской голоса.

Примеры взаимодействия функциональных зон центрального отдела при речеобразовании

Гортань (расположение и общий вид) Гортань – начальный отдел дыхательной системы. Она обеспечивает прохождение воздуха в трахею и препятствует попаданию в неё твёрдых и жидких веществ. Является одним из главных органов голосообразования. Расположена в передней части шеи на уровне 4-6 шейных позвонков у взрослого.

Вертикальный разрез гортани (видна передняя половина гортани изнутри) 1 – надгортанник;

2 – черпалонадгортанная складка;

3 – щитовидный хрящ;

4 – вестибулярная (ложная голосовая) складка;

5 – морганиев желудочек;

6 – истинная голосовая складка;

7 – перстневидный хрящ;

8 – трахея

Функции гортани

• Защитная

• Дыхательная

• Голосообразоватеьная

Схема иннервация гортани

Иннервация гортани

• Б - пластинка щитовидного хряща удалена: 1 - внутренняя ветвь верхнего гортанного нерва; 2 - чувствительные ветви к слизистой оболочке гортани; 3 - передняя и задняя ветви нижнего гортанного нерва; 4 - возвратный гортанный нерв

Хрящи гортани

Б. Вид спереди.

В. Вид сзади

(Из: Hol-linshead W. H. Textbook of Anatomy, 4th ed. Harper & Row, 1985)

Внутренние мышцы гортани А – сзади: 1 – задняя перстнечерпаловидная мышца (ЗПЧ); 2 – поперечная межчерпаловидная мышца (ПЧ); 3 – косые межчерпаловидные мышцы

Б – сбоку: 1 – задняя перстнечерпаловидная мышца (ЗПЧ); 2 – латеральная (боковая) перстнечерпаловидная мышца (ЛПЧ); 3 – щиточерпаловидная (голосовая) мышца (ЩЧ)

перстнещитовидная мышца (ПЩ)

Схематическое изображение работы внутренних мышц гортани

• Левая колонка: схема расположения хрящей и края вокальных складок при активности определённых гортанных мышц. Стрелки обозначают направление прилагаемых сил. 1) щитовидный хрящ, 2) перстневидный хрящ, 3) черпаловидный хрящ, 4) край голосовой складки (вокальная связка), 5) задняя перстнечерпаловидная связка;

• Средняя колонка: вид гортани в гортанном зеркале;

• Правая колонка: сечение средней части вокальной складки (пунктиром обозначено состояние складки при расслабленных мышцах).

По Hirano M. 1981. Clinical examination of voice. Springer-Verlag in Wien, New York.

Функции внутренних гортанных мышц

• Мышцы, натягивающие голосовые складки: 1.щиточерпаловидная, 2.перстнещитовидная мышца

• Мышцы, расширяющие голосовую щель: 3.задняя перстнечерпаловидная мышца

• Мышцы, сужающие голосовую щель: 4.латеральная (боковая) перстнечерпаловидная мышца, 5.поперечная межчерпаловидная мышца + косые межчерпаловидные мышцы

Теории голосообразования

• Высота голоса зависит от частоты импульсов подаваемых мозгом на голосовые складки через нижний гортанный нерв;

• Звук рождается при передаче колебаний голосовых складок воздуху – складки колеблют воздух;

• Не получила дальнейшего развития, так как не смогла удовлетворительно объяснить тот факт, что частота колебаний голосовых складок может превышать 2000 Гц, в то время как нервные волокна способны проводить импульсы с частотой всего до 500 Гц, а мышечные волокна реагируют на импульсы частотой не выше 100 Гц, при более высокой частоте впадая в состояние тетануса – длительного напряжения. Ем не менее до частоты 100 Гц удалось наблюдать синхронизм нервных импульсов и колебательных движений складок.

Голосовой аппарат согласно миоэластической теории

• Выдыхаемый воздух из лёгких через трахею достигает гортани, где, проходя сквозь сомкнутые голосовые складки, запускает их самоподдерживающиеся колебания (автоколебания). Частота этих колебаний зависит от степени натяжения голосовых складок и мощности выдоха.
• Далее колебания передаются частицам воздуха, и таким образом возникает звук, который благодаря явлению резонанса в вокальном тракте обретает свои силу, тембр (трахея и надставная труба: глотка, ротовая и носовая полости) и фонематические свойства (надставная труба).

• Этот звук, излучаемый в окружающее пространство через ротовое и частично носовые отверстия, и воспринимается как голос.

Схематическая картина одиночного колебательного движения голосовых складок

• А — фронтальный срез на уровне голосовых складок;  Б — стробоскопическая картина последовательности фаз смыкания голосовых складок;  В — глоттографическая кривая, отражающая фазы колебаний

• Колебания голосовых складок осуществляются как в горизонтальном (расходятся-сходятся), так и в вертикальном (верхний и нижний края колеблются асинхронно) направлениях.

Стадии одиночного колебательного движения голосовых складок согласно миоэластической теории

Трёхмассовая модель колебания голосовой складки

Дальнейшее развитие теорий голособразования

сосредоточено в данное время главным образом на учете специфической роли явления резонанса в вокальном тракте:

• Резонансная теория пения ( Морозов В.П., 2002)

• Теория нелинейного взаимодействия источник-фильтр (Titze I.R., 2007)

Регистровое строение голоса

• Штро-бас – шумовой, т.е. нефиксированный по высоте тона, звук низкого тембра, похожий на треск, скрип рокот. Производится краями голосовых складок при полном их расслаблении.

• Низкий регистр – насыщенный обертонами звук, легко выходящий на высокую громкость (крик), и обычно используемый в речи. Чаще ассоциируется с мужскими голосами. Голосовые складки работают наиболее интенсивно и смыкаются наиболее плотно.
• Высокий регистр – звук яркого, пронзительного тембра. Часто ассоциируется с женским и детским голосами. Голосовые складки сильно растянуты, утончены, смыкаются легко. В колебаниях участвует только края голосовых складок по всей длине.

• Свистковый регистр – звук наиболее высокого тембра, напоминающий свист. Работа голосовой щели похожа на таковую в высоком регистре, но края складок колеблются только в передней их части.

Общие особенности формирования голосового аппарата

• диспропорция в развитии отдельных органов голосового аппарата;

• отсутствие постепенности развития и наличие скачков в этом процессе;

• существование в общем периоде развития голосового аппарата таких интервалов, когда формирование отдельных его органов протекает почти незаметно, ничем не проявляясь;

• неодновременность завершения процесса роста отдельных органов голосового аппарата.

• Развитие любого органа голосового аппарата характеризуется тремя приблизительными степенями роста — интенсивным, обычным и пониженным. Их преобладающее влияние проявляется в разные периоды жизни ребенка.

Особенности начального развития голоса

• Безусловно, рефлекторный крик новорожденного –это первая фонация. Голос новорожденных различается по силе, но имеет одинаковую высоту, по данным (Kittel G., 1978) 425—435 Гц, и не различается по тембру. Он строится на непрерывном звучании гласного. (Подсистема I)

• С двух-, трехнедельного возраста появляется эмоциональная окраска (Подсистема II)

Период формирования голоса

условно разделяется на несколько этапов:

• Дошкольный: до 6–7 лет

Короткие тонкие вокальные складки из соединительной и железистой ткани, диапазон 5-6 нот;

• Домутационный: до 13–14 лет

Формирование вокальных мышц, рост органов голосообразования, формирование рецепторного аппарата гортани, диапазон 11-12 нот;

• Мутационный: 13–15 лет

Изменение голосового аппарата под влиянием эндокринной перестройки организма, резкий неравномерный рост гортани у мальчиков с «ломкой голоса», постепенный рост у девочек, во время полового созревания мужская и женская гортани приобретают четкие отличительные особенности

Стадии мутации:

• Начальная
• основная (пиковая)
• Конечная;

• Послемутационный: до 17–19 лет

Легкая ранимость уже сформировавшегося, но еще не окрепшего голосового аппарата, быстро наступающее голосовое утомление, расширяется диапазон голоса и определяется его индивидуальный тембр, высота, сила.

Голос и железы внутренней секреции

• Процесс окостенения гортани (кальцинации) зависит от функций паращитовидных желез. Кальцинация начинается с 20 лет и у мужчин заканчивается к 50 годам, у женщин значительно позже. Кальцинация уменьшает подвижность гортани.

• Снижение функций половых желез с возрастом меняет голос: женский голос понижается, становится грубее, мужской теряет силу и нередко повышается.

Исследование голоса

Аудитивное

Методы инструментального выявления патологии голоса

• Непрямая ларингоскопия – осмотр при помощи зеркала. Выявляет анатомические изменения или воспалительные заболевания;

• При стробоскопии наблюдают характер колебаний голосовых складок более детально, однако условия исследования все же не соответствуют естественному голосообразованию;

• Рентгеновское исследование применяется преимущественно для диагностики опухолей, изменений в состоянии хрящей.

• Электромиография главным образом регистрирует функцию наружных мышц гортани. Для изучения колебаний голосовых складок необходимо вводить игольчатый электрод в толщу мышцы, что не применимо в повседневной практике.

• Электроглоттография позволяет наблюдать фазы движений голосовых складок в процессе естественной фонации в форме электрического аналога.

Аудитивная оценка голоса

• Сила и динамический диапазон голоса:

• голос тихий — громкий;
• возможность изменять его по силе — от слабого до громкого и наоборот.

• Звучание голоса по качественным признакам:

• голос звонкий — глухой;
• голос осиплый — чистый.

• При оценке интонации рассматриваются такие показатели: мелодика, темп речи, ударение, тембр.

• голос низкий — высокий;
• монотонный — модулированный (доступность звуковысотных изменений, т. е. понижения и повышения тона).

3.2. Темп речи:

• быстрый — медленный;
• способность ускорять или замедлять темп.

3.3. Ударение — интенсивность звучания в речи отдельных слогов.

3.4. Тембр:

• голос звонкий — глухой;
• звучный — тусклый;
• назализованный — чистый.

Характеристика и классификация нарушений голоса

• Патология голоса у детей и взрослых обычно представляется в двух формах — афонии (полной утрате голоса) и дисфонии (частичном его нарушении). Однако эти термины не отражают диагностического содержания, а только свидетельствуют о степени проявления дефекта.

• Дефекты голоса делятся на центральные и периферические, каждый из них может быть органическим и функциональным.

Органические нарушения голоса

• Нейрогенные расстройства голосообразования — парезы (параличи гортани)

• Хронические ларингиты

• Удаление гортани

• Частичные резекции гортани

• Рубцовые деформации и стенозы гортани

• Узелки голосовых складок

Периферические парезы и параличи гортани

• наступают вследствие нарушений ее иннервации при поражениях нижнего гортанного (или возвратного) нерва. Выделяют три типа причин этой патологии:

• Травматические (часто при операциях на щитовидной железе);

• Инфекционные (токсические);

• Идиопатические (с неустановленной причиной).

Ларингит

• воспаление слизистой оболочки гортани — одно из самых распространенных заболеваний.

• Острое воспаление гортани может быть как самостоятельным заболеванием, так и сопутствовать ОРВИ, гриппу и пр. При этом голос становиться резко охриплым, грубым, нередко наступает афония. После надлежащего лечения через 7—10 дней человек выздоравливает и голос восстанавливается.

• Возникновению хронического ларингита могут способствовать разные причины — простуда, инфекции, влияние никотина, алкоголя, холодный, загрязненный воздух, чрезмерная голосовая нагрузка.

Удаление гортани

• Удаление гортани (ларингоэктомия или экстирпация) производится при диагнозе «рак». Люди, перенесшие такую операцию, полностью лишаются звучного голоса. Поскольку гортань удалена, дыхательный путь значительно укорачивается, дыхание осуществляется через специально сформированное отверстие в трахее (трахеостому). Артикуляционный аппарат и нейрофизиологические механизмы речи остаются сохранными.

Частичные резекции гортани

• В связи с лучшей, более ранней, диагностикой, а также с разработкой новых методов хирургического лечения появилась возможность проведения щадящих операций на гортани, частичных ее резекций.

• Существует несколько методик таких операций в зависимости от локализации опухоли. После частичных резекций естественный дыхательный путь сохраняется, но голосовая функция сильно страдает, так как удаляется значительная часть гортани и, как правило, одна голосовая складка. Голос может быть восстановлен только за счет компенсаторных возможностей организма.

Рубцовые изменения и стенозы (сужение просвета гортани)

• встречаются и у взрослых людей, и у детей. Причины их могут быть разнообразны: длительное пребывание интубационной трубки при наркозе, термические и химические ожоги, а также многократные хирургические манипуляции на гортани. У детей наиболее распространенной их причиной является папилломатоз гортани.

Узелки голосовых складок

• это мелкие доброкачественные образования, возникающие симметрично на обеих голосовых складках на границе передней и средней третей их длины — точке наиболее плотного их смыкания при фонации.

• Узелковые образования у взрослых обычно называют «певческими узелками», а у детей — «узелками крикунов».

• Главная причина их образования — форсирование голоса. У певцов узелки (откуда пошло название «певческие») появляются при форсировании голоса, пении сверх своих вокальных возможностей, недостаточном владении вокальной техникой. Нередко узелки возникают у педагогов, лекторов. Причина та же: форсирование голоса при отсутствии навыков правильного голосоведения.

Функциональные расстройства голоса

• Гипотонусные нарушения голоса

• Нарушения голоса при патологической мутации у подростков

• Фонастения

• Функциональная афония

• Гипертонусные нарушения голоса

Гипотонусные нарушения голоса

• В основе гипотонусных нарушений (как тождественные употребляются термины гипофункциональные или гипокинетические) миопатические парезы, т.е. парезы внутренних мышц гортани.

• Повреждение наступает в одной, максимум двух парах мышц на самой периферии их иннервации.

• Миопатические парезы возникают на почве перенесенных инфекций.

• После лечения и специальных голосовых тренировок возможно восстановление их тонуса, поэтому данную патологию принято относить к функциональным нарушениям.

Патологическая мутация у подростков

• Нормальная смена детского голоса на взрослый, как правило, завершается в течение одного года. Однако нередки случаи, когда естественный физиологический процесс искажается. В практике это чаще встречается у мальчиков. Подросток 14—16 лет не в состоянии перейти на способ взрослого голосообразования. Причиной этого могут быть эндокринные нарушения в период полового созревания.
• При затянувшейся патологической мутации подросток продолжает говорить детским голосом, который постепенно становится заметно осипшим, иссякающим, с ощущениями большого напряжения, утомления и даже боли в горле.

Фонастения

• Фонастения часто не сопровождается видимыми изменениями голосового аппарата.

• Чаще всего она встречается у людей, имеющих голосовые и речевые профессии, развивается в течение их трудовой деятельности вследствие постоянного голосового напряжения.

• Иногда из-за общего переутомления и ослабления всего организма фонастения может возникнуть после небольшой психической травмы или отрицательных эмоций.

• Характеризуется быстрой утомляемостью голоса, падением его силы, ощущением зуда и щекотания в гортани, а иногда и детонацией — дрожанием голоса. Все эти ощущения могут появляться даже при самой обычной голосовой нагрузке.

Функциональной афонией

• называют расстройства голоса, возникающие чаще всего внезапно как реакция на психическую травму или длительно действующую психотравмирующую ситуацию.

• Голос пропадает внезапно, но, как правило, сохраняется звучный кашель и смех, что может служить диагностическим признаком. Для общения с окружающими используется шепот.

Гипертонусные нарушения голоса

• являются следствием патологического повышения мышечного напряжения голосовых складок, изменения их вибраторной, функции.

• Возникают как:

• манера голосоподачи;
• реакция на возникновение гипотонуса вокальных мышц;
• следствие фонирования вестибулярными складкам

Основные этапы восстановления голоса при расстройствах голосообразования

• Подготовительный, включающий рациональную психотерапию;

• Коррекция физиологического дыхания;

• Функциональные тренировки голосового аппарата с использованием специальных упражнений;

• Тренировки координации фонации и дыхания;

• Закрепление коммуникативных навыков восстановленного голоса.