Функциональные особенности гортани.

Деятельность гортани определяется тремя важными функциями. Это дыхательная, защитная и голосообразовательная функции.

Благодаря регулирующей роли нервной системы, голосовые складки с помощью внутренних мышц гортани, изменяют ширину голосовой щели во время дыхания, полностью, или частично закрывают голосовую щель перед началом произнесения звука речи. Струя выдыхаемого воздуха, в результате расхождения голосовых складок, проходит в определенном объеме через образующуюся щель, которая сразу закрывается для проведения новой порции воздуха, то есть г ортань в процессе своей деятельности, совместно с дыхательным центром, регулирует количество вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, путем изменения просвета голосовой щели.

Гортань не пропускает в нижние дыхательные пути ничего кроме воздуха, и защищает легкие от проникновения слюны, частичек пищи. Благодаря чувствительной иннервации слизистой оболочки гортани, любая попытка проникновения в гортань частичек пищи вызывает сильную защитную реакцию, в виде кашля, или острого нарушения дыхания.

Воздушная струя, образующаяся при выдохе, является энергией звука, которая с помощью голосовых складок создает столб колеблющегося воздуха в гортани и надставной трубе. Колеблющийся воздух обладает определенной частотой, силой, и тембром звука, которые определяются не только гортанью и легкими, они зависят от нервной системы.

Образование звуков голоса имеет особое значение, поскольку связано с речевой функцией. Образование звуков голоса зависит от деятельности мышц гортани, и органов дыхания, которые контролируются чувствительными и двигательными ветвями блуждающих нервов, их ядер на уровне ствола мозга, подкорковыми, нервными структурами, и первичными центрами коры головного мозга.

Дыхательная функция гортани заключается, прежде всего, в проведении воздуха в нижние дыхательные пути. С помощью нервно – мышечной системы, имеющей связи с дыхательным центром, гортань регулирует количество поступающего воздуха. При этом мягкое небо свободно свисает, пропуская воздух в глотку. Струя воздуха из носоглотки проходит через ротоглотку и гортаноглотку в полость гортани, надгортанник которой поднят. Рис. 64. Глотка в сагиттальном разрезе. Прохождение воздуха в гортань показано стрелкой. Мягкое небо опущено, надгортанник поднят. Количество воздуха, поступающего в легкие, регулируется расширением и сужением голосовой щели так же с помощью нервно-мышечной системы гортани. Во время спокойного дыхания, голосовые складки расходятся, благодаря сокращению задней, перстнечерпаловидной мышцы. Образуется голосовая щель, в виде равнобедренного треугольника, основание которого располагается у черпаловидных хрящей, а вершина у щитовидного хряща.

При глубоком вдохе, перед началом речи, действие задней перстнечерпаловидной мышцы усиливается, и голосовые складки расходятся очень широко, образуя голосовую щель, в виде большого пятиугольника, при задержке дыхания, голосовая щель суживается, а при фонации голосовая щель закрывается. Рис.65 А. Голосовая щель при дыхании. Б. Голосовая щель при вдохе перед началом речи.

Защитная функция гортани возможна благодаря наличию в слизистой оболочке гортани рецепторных образований, обладающих тактильной, температурной и химической видами чувствительности. При самом незначительном раздражении их, возникает защитный кашель, с помощью которого из гортани удаляются посторонние частички.

Первая зона защиты это рецепторы слизистой оболочки гортанной поверхности надгортанника, и черпало надгортанные складки, вторая рефлексогенная зона сами истинные голосовые складки и третья зона расположена в полости гортани под голосовыми складками. Рецепторы, расположенные в этих зонах, раздражаясь, вызывают либо спазм голосовой щели, и она закрывается, либо значительное сужение голосовой щели, и невозможность глубокого дыхания.

В момент глотания пищи подъязычная кость, и гортань поднимаются вверх, гортань подходит под корень языка. Это происходит одновременно с напряжением мышцы нижней стенки полости рта, соединяющей нижнюю челюсть с подъязычной костью, при этом мягкое небо поднимается и прижимается к задней стенке глотки, чтобы пища не попала в носоглотку. В это же время черпало - надгортанные мышцы, сокращаясь, наклоняют надгортанник кзади, и закрывают вход в гортань, соединяются ложные и истинные голосовые складки, закрывается голосовая щель, Пищевая масса обтекает надгортанник с двух сторон и попадает в грушевидные ямки, а затем в открытый к этому моменту пищевод. Рис. 66. Мягкое небо, надгортанник, корень языка в момент глотания пищи. Видно, что надгортанник опущен, а мягкое небо прижато к задней стенке глотки. В процессе глотания нервно-мышечная система делает все, чтобы ни одна капля пищи не попала в дыхательные пути, в противном случае возможно возникновение аспирационной пневмонии, в виде воспаления ткани легкого в результате поступления инородных тел в легкие.

Лимфаденоидная ткань гортани защищает легкие от проникновения болезнетворных микроорганизмов путем образования антител, в тяжелых случаях воспалением собственной ткани, так же, как лимфаденоидное глоточное кольцо глотки.

Голосообразовательная функция гортани (фонация). Для образования звука голосовая щель закрывается полностью, или не совсем с помощью боковой перстнечерпаловидной мышцы, и щиточерпаловидной мышцы. Рис.67 Голосовая щель при фонации. Выдыхаемый воздух на доли секунды раздвигает голосовую щель, благодаря упругости и эластичности голосовых складок, и через голосовую щель проходит определенное количество воздуха, соответствующее определенной фонеме, после чего весь цикл повторяется. Голосовые складки при этом совершают колебательные движения кнаружи и внутрь, в поперечном направлении, что является условием возникновения голоса. Голосовые складки при фонации колеблются очень быстро, наблюдать за отдельными движениями во время фонации невозможно, колебания сливаются, и создается впечатление их непрерывности, только с помощью стробоскопа возможно вычленить отдельное движение.

Колебательные движения голосовых складок обусловлены не только током воздуха, раздвигающего эластичные складки, но и особенностью строения и иннервации их. Мышечные волокна голосовых складок расположены под углом к краям голосовой щели, и при голосообразовании быстро и ритмично сокращают мышцы голосовых складок, и они вибрируют не всей толщиной, а только внутренними краями в продольном направлении, сверху вниз. Подобные сокращения мышечных волокон возможны только под действием нервных импульсов, приходящих по ветвям блуждающего нерва от двигательного ядра блуждающего нерва. А двигательное ядро блуждающего нерва возбуждается нервными импульсами, приходящими из лобной доли мозга, с ее двигательными, нервными клетками, и из подкорковых структур мозга, то есть голосообразовательная функция гортани полностью зависит от деятельности головного мозга.

Ритм и регулярность колебаний обоих голосовых складок строго между собой согласованы, нарушения колебания одной голосовой складки сопровождается изменением звука голоса. Колебания голосовых складок обеспечивают возникновение голосовых звуков, состоящих из многих тонов, которые являются составными частями звука. У разных людей состав тонов звука голоса различный и называется диапазоном голоса.

Частота колебательных движений голосовых складок соответствует высоте создаваемого тона, чем чаще периодические колебания голосовых складок, тем выше звук.

Частота колебаний голосовых складок зависит от их длины, толщины и напряжения. Для низких звуков голоса характерны редкие колебания, а для высоких звуков частые колебания голосовых складок. Все мышечные волокна голосовых складок при произнесении звуков речи сокращаются в ритме, соответствующем высоте звука голоса.

Для низких голосов у мужчин характерны длинные 24 – 25мм, широкие 3 – 4 мм, слабо натянутые истинные голосовые складки, с редкой частотой колебания. Во время образования низких звуков колеблется вся масса голосовых складок. Длина голосовых складок у мальчиков увеличивается за счет увеличения и выдвижения пластинок щитовидного хряща вперед, с образованием кадыка.

Выдвижение щитовидного хряща вперед происходит не только за счет изменения формы щитовидного хряща, но с помощью перстневидно - щитовидной мышцы, то есть путем напряжения мышцы, которая сближает передние отделы щитовидного хряща с кольцом перстневидного хряща. В результате увеличивается расстояние между пластинкой перстневидного хряща и, находящимся на ней, черпаловидным хрящом, и пластинками щитовидного хряща гортани, то есть активируются, напрягаются истинные голосовые складки. Известно, что басы при особо низких тонах голоса, наклоняют вниз голову, чтобы усилить действие перстне щитовидной мышцы. Рис.68. Напряжение голосовых складок при сокращении перстневидно щитовидных мышц.

У людей с высокими голосами голосовые складки короткие, узкие и более натянуты. Самые короткие и узкие голосовые складки у сопрано, длина их 14 – 19 мм, а ширина 1,5 – 2 мм Воспроизведение высоких звуков осуществляется также за счет напряжения передних перстневидно щитовидных мышц, последние сокращаясь, наклоняют щитовидный хрящ вперед, напрягают и истончают истинные голосовые складки, отходящие от его внутренней поверхности.

Воспроизведение еще более высоких звуков обеспечивается за счет укорочения колеблющейся части истинных голосовых складок, благодаря сокращению поперечной черпаловидной мышцы, соединяющей черпаловидные хрящи и прижимающих их друг к другу. В этих условиях колеблются только передние отделы истонченных голосовых складок, и число их колебаний увеличивается. Подобное звукообразование называется фальцетным.

При фальцете (ложном, неестественном) высоком мужском голосе, голосовые складки сильно натянуты, смыкаются не полностью, образуя овальную щель. В таком положении голосовые складки колеблются не всей толщиной, а только внутренними краями в продольном направлении, сверху вниз. Возникающий звук высокий, и слабый. Рис. 69. Схема действия голосовых складок.

У детей до 7 лет характерно фальцетное звукообразование, в котором принимают участие передние перстневидно щитовидные мышцы, натягивающие истинные голосовые складки.

При необходимости человек может сознательно изменить длину и напряжение голосовых складок, чтобы придать голосу звук определенной высоты.

Во время шепота (речь без голоса) голосовые складки смыкаются в передних двух третях (ближе к щитовидному хрящу), а в задней трети (около голосовых отростков черпаловидных хрящей) остаются несомкнутыми в виде маленького треугольника, через который проходит выдыхаемый воздух. Рис. 70. Положение голосовых складок при шепоте. В данном случае смыкание голосовых складок происходит без участия поперечной черпаловидной мышцы. Голосовые складки при этом не создают струи вибрирующего воздуха, а выходящий через отверстие воздух вызывает шум, который благодаря артикуляционным органам приобретает окраску различных гласных и согласных звуков.

Звуки голоса у разных людей различаются по силе и тембру. Сила голоса зависит от напряжения выдыхаемого воздуха, которое создается повышенным тонусом внутренних мышц гортани, выдыхательных мышц, способных создать высокое давление под голосовыми складками, и от жизненного объема легких, который больше у людей с хорошо развитой грудной клеткой. Сила звука голоса зависит и от амплитуды, с которой голосовые складки раздвигаются, чтобы выбросить струю воздуха.

Сила голоса это звуковая энергия, образующаяся в результате работы выдыхательных мышц, внутренних мышц гортани и дыхательной системы, которая измеряется в дБ. Даже небольшие нарушения подвижности диафрагмы при воспалении легких отрицательно сказываются на силе голосообразовании.

Голоса всех людей с высокими, низкими частотами, независимо от силы отличаются по тембру. Тембр голоса это индивидуальная особенность голоса, по которой узнают человека, не видя его. Тембр голоса начинает формироваться в самой гортани, где одни тоны частично усиливаются, а другие частично затухают.. Возникает тембр в результате добавления призвуков, или обертонов при прохождении звука через резонирующие полости гортани, глотки, рта и носа, которые имеют индивидуальные различия по строению и форме у каждого человека. Певческий тембр характеризуется как приятный, мелодический, мягкий, металлический, глухой.

Характер тембра голоса зависит от формы твердого неба, являющегося резонатором постоянного типа, в отличие от изменяющихся при речи размеров полостей глотки и рта. Операции в полости носа, глотки, гортани могут изменить тембр голоса, поэтому не безразличны для поющих людей.

Подвижный тип резонаторов, к которым относятся полости гортани, глотки и рта над голосовыми складками, пространство гортани под голосовыми складками и трахея в состоянии изменять не только тембр голоса, но и силу, и высоту голоса. Во время образования звука голоса, надгортанник поднимается вверх, преддверие гортани соединяется с нижним отделом глотки, и возникает общая резонаторная полость. Пространство гортани под складками также расширяется, образуя нижнюю резонаторную полость.

Величина и форма подвижных резонаторов постоянно изменяются. Во время произношения или пения низких звуков, преддверие гортани, желудочки, пространство под связками гортани расширяются, а во время образования высоких звуков, они уменьшаются в своих размерах.

Голосовые складки, одновременно с колебаниями в поперечном направлении, вибрируют, создавая вибрацию струи воздуха над и под голосовыми складками. Колебания воздуха, усиленные, нижними и верхними резонаторами гортани, такими как трахея и бронхи внизу и полости глотки, рта, носа вверху гортани, передаются в окружающую среду и воспринимаются как звук голоса. Таким образом, звук голоса, возникающий в гортани, оформляется благодаря верхним и нижним резонаторам.

Под диапазоном голоса понимают пределы возможного воспроизведения звуков разной высоты. У одних диапазон может быть в пределах одной октавы, или части ее, а у других, поющих людей до двух октав. Октава в переводе с латинского языка означает восемь, восемь тонов в одной октаве. Для обычного разговора достаточно 4 – 6 тонов, то есть часть октавы. Известны певцы с необычайно широким диапазоном в четыре октавы.

Средний частотный диапазон для основных типов голосов:

Бас 80 – 340 Гц Контральто 170 – 680 Гц

Баритон 96 – 426 Гц Меццо-сопрано 216 – 864 Гц

Тенор 128 – 512 Гц Сопрано 256 – 1024 Гц

Характеристику различных певческих голосов очень ярко уловил и замечательно описал оториноларинголог И.Б. Солдатов, 1990 год, сам обладавший прекрасным голосом.

Бас самый низкий мужской голос подразделяется на центральный бас с мощным звучанием низких нот, особенно в хоре, и высокий, или певучий бас, более подвижный, со звучными верхними нотами, создающими яркий диапазон.

Баритон занимает среднее положение между басом и тенором и бывает лирическим и драматическим. У лирического баритона более мягкий тембр и более звучные верхние ноты, а у драматического баритона наиболее звучны низкие тоны.

Тенор это высокий мужской голос, который в состоянии воспроизводить особенно высокие ноты. Тенора бывают лирические и драматические. Лирический тенор на верхних звуках использует фальцет, голос подвижный, с мягким, задушевным тембром. Драматический тенор отличается сильным звуком на верхних нотах, низкие звуки достаточно густые.

Среди женских певческих голосов выделяют низкие голоса, называемые контральто, и высокие голоса - сопрано, голос, между низкими и высокими голосами, называется меццо-сопрано. Контральто самый низкий женский голос, насыщенный грудным тембром, на низких нотах напоминает мужской голос. Меццо-сопрано характеризуется мягкими, глубокими, низкими нотами. В сопрано выделяют лирическое, колоратурное и драматическое. Лирическое сопрано подвижно, обладает душевным, мягким тембром, драматическое сопрано отличается мощностью звука, особенно сильные верхние ноты, колоратурное сопрано наиболее подвижный голос, верхние ноты со свободными, виртуозными трелями.

Детские певческие голоса бывают низкими – альты, и высокими – дисканты и характеризуются мягкостью звучания и небольшой силой звука. До 7 лет в основном детские голоса имеют фальцетное звукообразование, в последующем, после полового созревания изменяется высота, сила и тембр голоса.

Диапазон детского голоса: от 8 до 10 лет 320 – 512 Гц

от 10 до 12 лет 290 – 580 Гц

от 12 до 14 лет 256 – 680 Гц

У мальчиков в 14 – 16 лет, а у девочек в 12 – 14 лет, в период полового созревания происходит мутация – изменение голоса. У мальчиков голос понижается на октаву, а у девочек на два тона. У девочек во время менструации может появиться охриплость голоса, или возникнуть беспричинный кашель. У мальчиков в период полового созревания появляются неожиданные низкие, грудные звуки, голос часто срывается, появляется резкий тембр. В период мутации голоса, истинные голосовые складки могут быть утолщенными и покрасневшими, как при воспалительном процессе. Иногда процесс мутации длится до года, после чего устанавливается мужской голос в диапазоне от тенора до баса, а у девочек женские голоса сопрано, или контральто.

В случае эндокринных нарушений возможна преждевременная или затянувшаяся мутация.

Во время пения только одна десятая звуковой энергии, образовавшейся в гортани, выходит из полости рта, остальная энергия вызывает вибрацию грудной клетки, лицевой части головы. От ощущений вибрации в груди и голове произошло понятие головного и грудного регистров.

Головной регистр характеризуется вибрацией лицевых костей черепа, которые создают дополнительные обертоны в звуке голоса. Головным, фальцетным регистром пользуются на верхних тонах диапазона. Фальцет означает ложный способ формирования высоких звуков, превышающих по частоте естественный грудной регистр. При головном, фальцетном регистре голос имеет металлический оттенок, отличается бедностью обертонов, слабой силой и малой гибкостью. Голосовые складки расслаблены, вибрируют частично, краями, между голосовыми складами остается пространство, через которое выходит воздух.

При грудном регистре вибрирует грудная клетка, возникает звук богатый обертонами, сильный, с тембровыми оттенками. Голосовые складки при этом плотно смыкаются, и колебания захватывают голосовые складки в целом. Грудной регистр воспроизводит низкие голоса.

Смешанный голос (микст) беднее обертонами и близок к фальцетному регистру, голосовая щель закрывается не полностью, связки колеблются не краями, а более широкой поверхностью, продуцируемый голос имеет средние тоны голосового диапазона.

Основой правильного голосообразования является правильная организация певческого выдоха, сознательного замедления фазы выдоха, что называется опорой дыхания. Опора дыхания создается благодаря координированной работе вдыхательных и выдыхательных мышц, и субъективно ощущается, как столб воздуха, снизу поддерживаемый мышцами брюшного пресса, а сверху, упирающийся в купол твердого неба.

Различают три типа постановки голоса, которые зависят от особенностей контакта голосовых складок. При фонации голосовые складки сближаются, и происходит полное или частичное закрытие голосовой щели.

Если голосовые складки сближаются не полностью, и между ними остается узкая щель, которая обеспечивает возможность свободных колебаний, то это мягкая постановка голоса, которая характерна для физиологического голоса.

Твердая постановка голоса характеризуется тесным контактом голосовых складок, одна складка сильно давит на другую, голос становится очень твердым, и носит взрывной характер. Частое использование этого способа может привести к нарушению голоса.

Придыхательная постановка голоса возникает, когда голосовые складки при фонации полностью смыкаются, но между их задними концами остается щель в виде треугольника, и часть воздуха выходит через нее, не принимая участия в голосообразовании. Эта часть воздуха создает призвук, который делает звук голоса не чистым.

Придыхательное окончание фонации возникает в том случае, когда голосовые складки раньше времени теряют напряжение, расслабляются, и, выдыхаемый воздух, выходит через открывшуюся щель, вызывая образование шума.

 

Мягкое окончание фонации характеризуется тем, что голосовые складки по мере уменьшения давления воздуха из пространства под складками, постепенно заканчивают свои колебания, и до самого конца остаются сближенными. Такое окончание фонации говорит о правильно выработанной дыхательной опоре.

При исследовании гортани с помощью непрямой ларингоскопии видны голосовые складки, совершающие периодические движения, наблюдать за моментами отдельных движений невозможно. При дыхании голосовые складки расходятся, а при произнесении звука речи, голосовые складки сближаются, отдельные колебания происходят так быстро, что их трудно зафиксировать.

При исследовании гортани с помощью стробоскопа, контрольно-измерительного прибора, дающего прерывистое, периодическое освещение, голосовые складки, можно видеть застывшими, в различных фазах своего движения. Или, напротив, стробоскоп дает восприятие быстрой смены колебаний, как непрерывных движений голосовых складок, например, как в кинематографе. С помощью стробоскопии наблюдают замедление, или прекращение колебаний, уровень голосовых складок, характер колебания, и вид контакта голосовых складок.

Замедление колебаний возникает при функциональных расстройствах голоса. Уровень голосовых складок в норме находится в одной плоскости, разница уровней возникает при воспалении перстневидно черпаловидного сустава, когда на стороне поражения, голосовая складка устанавливается ниже противоположной складки.