Дыхательный аппарат

Люди дышат, чтобы жить. Нормальное дыхание называют спокойным, оно имеет свой собственный ритм, состоящий из равномерных вдохов и выдохов.

Во время спокойного дыхания воздушный поток не прерывается. Однако при пении и говорении голосовые связки смыкаются и прерывают поток воздуха, который высвобождается после небольшой задержки. Это создает колебания давления, описанные ранее, и мы воспринимаем их как звук. Поскольку дыхание прерывается, то меняется и его ритм для разных голосовых задач – с короткими быстрыми вдохами и значительно более протяженными выдохами. Такое дыхание называют «активным дыханием».

Дыхательный аппарат и расположение легких, диафрагмы и брюшной полости, вмещающей органы пищеварения.

Как вы дышите

Дыхательная система состоит из структур и воздушных каналов, расположенных в теле, шее и голове. Легкие и дыхательные пути образуют часть системы, которая задействована в циркуляции воздуха и газообмене. Сами легкие пассивны, но дыхательная система тела работает как насос для всасывания воздуха внутрь и осторожного его выдавливания наружу. Когда мы вдыхаем, то увеличиваем объем легких, а давление воздуха внутри падает и становится ниже давления снаружи, это и заставляет воздух вырываться, чтобы сбалансировать давление. Когда мы выдыхаем, объем легких уменьшается из-за того, что воздух выталкивается наружу, – после завершения этого процесса цикл начинается снова.

Дыхание

Самая важная мышца тела, которую мы задействуем при дыхании, – это диафрагма (см. рисунок ниже), она всегда активна, когда мы вдыхаем. При глубоком вдохе, таком, какой требуется при пении или напряжении голоса во время говорения, диафрагма обеспечивает 60–80 % увеличения объема легких.

Расположение диафрагмы в грудной клетке.

Поскольку внешняя сторона легких соединена с внутренней стороной грудной клетки, а при контакте с диафрагмой грудная клетка расширяется, то и легкие расширяются вместе с ней. Когда мышцы грудной клетки активны, грудной отдел расширяется дополнительно.

Выдох

Когда мы выдыхаем, то, как правило, диафрагма расслабляется и поднимается, уменьшая размер полости легкого. Во время активного дыхания, когда мы используем голос, дополнительные мышцы, включая мышцы брюшной стенки и некоторые мышцы спереди и сзади грудной клетки, также задействованы в процессе выдоха (см. рисунок ниже). Это активное сокращение мышц помогает создавать давление воздуха в легких чуть ниже голосовых складок, что позволяет им вибрировать до тех пор, пока объем воздуха не уменьшится до предела, в то время как мы говорим или поем.

Во время пения и говорения выдох происходит при чуть большем давлении, чем при дыхании. Происходит это потому, что при пении и говорении вибрирующие структуры создают препятствие. При произнесении гласных препятствием для воздуха являются сами голосовые складки. При произношении согласных струя воздуха прерывается, поскольку встречает на своем пути препятствия – зубы и нижнюю губу (например, когда мы произносим звук «ф») или язык (звук «ш»). Механизм дыхания также помогает регулировать громкость и высоту тона при произнесении звуков и помогает преобразовывать их в слоги, слова и фразы. Пение или упражнения в стиле битбокс требуют значительной ловкости в использовании дыхания, когда необходимо произносить фразы разной длины и акцентировать ударение.

Во время активного дыхания мышцы брюшной стенки (синий) и грудной клетки (красный) работают одновременно.

Фонация

Голосообразование (фонация) происходит за счет вибрации голосовых складок, расположенных внутри гортани, которая прикреплена к мышцам языка, а также к челюсти и основанию черепа. Все части гортани удерживаются вместе несколькими связками и мембранами, что делает гортань очень подвижной.

Строение гортани

Гортань состоит из набора хрящей, закрепленных на подъязычной кости, являющейся единственной костью в скелете, не соединенной с другой костью непосредственно через сустав. Самый низкий гортанный хрящ, перстневидный, расположен в верхней части трахеи. Над перстневидным хрящом находятся два черпаловидных хряща, прикрепленных к перстневидному хрящу суставами, напоминающими две маленькие пирамиды. Перстневидный хрящ соединяется со щитовидным хрящом, состоящим из двух пластин, соединенных посередине и расходящихся назад. Прикрепленный к внутренней части щитовидного хряща надгортанник представляет собой мягкий эластичный хрящ, который при глотании препятствует попаданию пищи в дыхательные пути.

Гортань; рядом – составляющие гортани и верхней части трахеи.

Голосовые складки – меньше, чем вы можете себе представить

Голосовые складки, расположенные внутри гортани, очень маленькие (у взрослых людей они длиной приблизительно 12,5–23 мм). Спереди они прикреплены к внутренней части щитовидных хрящей, а сзади – к черпаловидным хрящам.

Сложная система гортанных мышц координирует смыкание, размыкание, напряжение и расслабление голосовых складок, которые приоткрываются, когда мы дышим, и закрываются, когда произносим звуки. Голосовые складки состоят из нескольких слоев с разными физическими свойствами.

1-й слой: внешний, это тонкая слизистая оболочка (эпителий), покрывающая складки.

2-й слой: внутренний, выглядит как мышца и именуется «телом». Способна сокращаться и расслабляться и, как большинство мышц, растягивается с помощью других мышц.

3-й слой: между эпителием и телом. Закрывает собой складки, подобно крышке, и состоит из трех отдельных слоев, два из которых и являются связками. Этот слой обеспечивает прочность голосовых складок.

Два вида голосовых связок – истинные и ложные

«Ложными» связками называют желудочковые голосовые связки, потому что они не работают как «истинные». Ложные голосовые связки в основном состоят из жировой ткани, слизистой оболочки и небольших подвижных мышц во фронтальной части: они расположены чуть выше истинных голосовых связок и не соприкасаются с ними. Во время глотания ложные и истинные голосовые связки вместе с надгортанником закрывают трахею, чтобы в дыхательные пути не попали пища или жидкость. А слизистые железы обеспечивают истинным голосовым связкам необходимую смазку, потому что во время вокала или говорения они всегда должны оставаться влажными, как полость рта. Для того чтобы звук был нормальным, ложные связки должны находиться далеко от центра гортани, чтобы не мешать истинным связкам вибрировать.

Контроль тональности

Когда мы говорим, поем или произносим звуки, голосовые складки смыкаются, но при выдыхании воздушный поток проходит через складки свободно. Однако, как только складки смыкаются, воздушный поток прерывается, а давление воздуха заставляет складки снова разомкнуться. Этот цикл смыкания и размыкания складок облегчается благодаря их эластичности, и во время вокала они могут смыкаться и размыкаться десятки, сотни, тысячи раз в секунду. Например, у певца, поющего басовое до, смыкание и размыкание происходит 65 раз в секунду, а у исполнительницы партии сопрано, поющей фа верхней октавы, связки смыкаются и размыкаются 1395 раз в секунду. Голосовые складки напрягаются за счет изменения расстояния между перстневидным и щитовидным хрящами, которые укрывают складки словно в домике. Когда щитовидный хрящ наклоняется вперед, навстречу перстневидному хрящу, голосовые складки удлиняются, подобно растягивающейся резинке. Грубо говоря, когда голосовые складки расслаблены и сжаты, тон голоса звучит низко, когда складки растянуты и напряжены, тон голоса звучит высоко.

Альтернативный способ изменения длины и натяжения голосовых складок заключается в том, чтобы расслабить саму мышцу голосовых связок. В расслабленном состоянии мышцы удлиняются, а складки растягиваются, что позволяет им вибрировать быстрее в ответ на усиление воздушного потока.

На рисунке изображена гортань (вид сбоку) и показано, что происходит с крикотиреоидной мышцей (как она растягивается), когда щитовидный хрящ выходит из положения покоя (синий). Хрящ наклоняется вперед и вниз (красный), из-за чего голосовые складки удлиняются и становятся тоньше, когда их тянут вниз (обозначено толстыми прямыми линиями).

Громкий голос

Вокальной громкости способствуют несколько различных элементов. Проще говоря, более высокий и более сжатый воздушный поток плюс более крепкие мышцы голосовых складок дают более громкий звук. Когда здоровые голосовые складки вибрируют, они производят своего рода «пульсирующую волну», которая расходится от центра в стороны. Большая пульсирующая волна дает громкий звук, в то время как маленькая волна дает звук значительно тише. Голосовые связки могут также вибрировать при несмыкании, и это дает хриплый звук, потому что турбулентность воздуха рождает нечистый звуковой сигнал. Тон и тембр вашего голоса, а также хороший резонанс в помещении могут повлиять на то, насколько громко будет звучать наш голос. Это довольно подвижная система.