TRADUCCION RICARDO ALVAREZ FONOAUDIOLOGO CAPITULO 11 VOICE SCIENCE SATALLOFF Una vista general de la función de la laringe para la producción de la voz. Ronald J. Baken Es común llamar a la laringe el órgano vocal, implicando que es el lugar donde la voz es producida. Si por “voz” nos referimos al sonido que alcanza nuestros oídos, entonces, en estricto rigor, nada podría estar más lejos de la verdad. La laringe genera sólo la materia prima, las ondas básicas de voz, que deben ser modificadas y modeladas por el tracto vocal, el tubo altamente ajustable de la parte superior de la vía respiratoria. El próximo capítulo considerará aquel crucial proceso de configuración. En este capítulo, nos concentraremos en la sola contribución de la laringe. Para mantener las cosas tan claras y distinguidas como sea posible, nos referiremos a esto como la “señal de la fuente vocal”. Algunos comparan el sistema vocal a un instrumento de viento. La analogía es útil si está claro que el instrumento en cuestión es de metal, y no un instrumento de viento de madera. Eso es, a pesar del hecho de que a menudo (de modo inexacto) hablamos de “vibraciones de la laringe”, los pliegues vocales no vibran como una caña en lo absoluto. De hecho, cortan la corriente de aire en cortos sopetones de flujo de aire. De este modo, si el sistema vocal es análogo a un instrumento musical, es más parecido a una trompeta, y los pliegues vocales corresponden a los labios del trompetista. La fuente de señal de voz es similar al sonido que un trompetista haría sólo con una boquilla. La voz, en contraste, es la producción desde el pabellón de la trompeta. La onda glotal Antes de examinar el mecanismo básico por el cual la señal de la fuente vocal es producida, será de gran ayuda echar un pequeño vistazo a la señal misma. En su sentido más fundamental, podría ser descrito como un flujo de aire moldeado a través de la glotis (el espacio entre los pliegues vocales) como el flujo de aire graficado en Fig 11-1. Conducido por la presión de aire en los pulmones, el flujo se incrementa de manera relativamente gradual, alcanza su máximo, y luego decrece de pronto hasta que se detiene. Después de una breve pausa, el patrón se repite. Este modelo de flujo es llamado la “onda glotal”.

El agudo corte de flujo es particularmente crucial, ya que es esta relativamente repentina interrupción de flujo del aire lo que es verdaderamente la materia prima de la voz. Para comprender por qué, piensa en una experiencia que hayas tenido con un mal modelo de sistema de cañerías. La llave está completamente

abierta, y el agua corre con toda su fuerza. La corriente de agua es entonces rápidamente cerrada. El flujo de agua se detiene abruptamente y hay un repentino estruendo desde las tuberías dentro de las paredes. (Los plomeros llaman a esto “golpe de ariete”.) Esto ocurre porque, en los términos más simples, el repentino cese causa que las moléculas de agua en movimiento colisionen con las que se encuentran frente a ellas (como un choque en cadena causado cuando un automóvil se detiene repentinamente en una autopista). Esto genera un tipo de “onda de choque”. Cuando la cañería es sacudida por este choque, ésta se mueve, creando las vibraciones en el aire que escuchamos como un estruendo. El relativamente repentino corte de flujo que caracteriza la onda glotal crea un efecto muy parecido en el tracto vocal. Un impulso similar a una onda de choque es producido, que “alborota” la vibración de las moléculas de aire en el tracto vocal. Ese alborotamiento es la voz en su estado bruto. La velocidad a la cual los choques ocurren es la frecuencia fundamental (F0) de la voz y es medida en hertz (Hz). (Un Hertz equivale a una repetición por segundo2) El tiempo de intervalo desde el comienzo de un ciclo al comienzo del otro es llamado el periodo y la medida más conveniente es en milisegundos. La intensidad de fonación está relacionada a la magnitud de los impulsos. Ahora, cualquier onda compleja (como los impulsos que la laringe libera en el tracto vocal) está compuesta de una serie de tonos puros (“armónicos”), así la señal de la fuente glotal provee un grupo de frecuencias entre las cuales el resto del tracto vocal puede seleccionar para crear la vocal final. Este grupo, o familia completa, de frecuencias es descrita como un espectro. El tono más bajo del espectro es llamado el fundamental, y el resto de los tonos son llamados sobretonos. El fundamental más todos los sobretonos son llamados parciales. Juntos, sus frecuencias forman unas series harmónicas. El parcial más bajo es el fundamental. Todos los otros parciales (cada unos de los cuales podría ser descrito como número parcial N) tiene frecuencias N veces el fundamental. Por ejemplo, la secuencia del segundo parcial es dos veces la del fundamental. La frecuencia del tercer parcial es tres veces la del fundamental, y así. En otras palabras, las frecuencias del parcial son múltiplos enteros de la frecuencia del fundamental. Generación de la señal de fuente. Ahora estamos listos para explorar cómo la señal de la fuente glotal es generada. El papel más importante en el que participa definitivamente pertenece a los pliegues vocales. El resto de la estructura de la laringe (revisada en el capítulo anterior) son, para nuestro actual propósito, esencialmente sólo tramoyistas que podemos ignorar temporalmente. Visto desde arriba, los pliegues vocales aparecen cómo grupos emblanquecidos de tejido que se extienden a través de la vía respiratoria de la laringe. Ellos se juntan y son adjuntos al interior de los cartílagos de la tiroides en frente, y cada uno es sujeto a la parte trasera de un cartílago aritenoides. Los cartílagos aritenoides son capaces de realizar movimientos complejos que causan a los pliegues vocales entrar en contacto unos con otros a lo largo de su extensión (aproximados o atraídos al centro) o separados (abducidos) para abrir el pasadizo a la respiración. El espacio entre los pliegues vocales es

llamado la glotis. Desde que los pliegues vocales entran en movimiento, la glotis puede llegar a ser bastante grande o ser reducida a cero. Si usamos técnicas especiales (como una cámara de alta velocidad o estroboscópica) para observar el movimiento de los pliegues vocales durante la fonación, veremos los movimientos esquematizados en la Fig 11-2. Desde una condición inicial (Fig 11-2A) in la cual los pliegues vocales están en completo contacto ( y el tamaño de la glotis es, por tanto, cero), ellos se separan cada vez más hasta que la glotis alcanza un tamaño máximo (Fig 11-2D). Entonces, los pliegues vocales vuelven a la línea media, cerrando la glotis una vez más. En la voz de un hombre promedio, este ciclo se repetirá unas 100 veces cada segundo. Es decir, la F0 será cerca de 100 Hz. (Las mujeres tienen una F0 más alta, en orden de 22Hz.) Debido a que el aire en los pulmones se encuentra bajo presión, el aire es forzado a través de la glotis durante cada apertura glotal. El resultado es el flujo de aire modelado de la onda glotal. ¿Qué causa esta repetida apertura y cierre de la glotis, y cómo es controlado su ritmo? Estas han sido las principales preguntas de la investigación de la voz. Gracias a rápidos y significativos avances en los últimos años, ahora entendemos bastante más acerca de qué hace funcionar al proceso fonatorio. Lo que conocemos proviene de estudios empíricos realizados por una gran cantidad de científicos internacionales (muchos de los cuales son citados en la biografía) y de los modelos modernos de las matemáticas del proceso fonatorio, especialmente aquellos desarrollados por Titze y Ishizaka. Como con muchos en el mundo natural, los mecanismos resultan ser elegantes (y más simples de lo que nos habíamos temido) y complejos (y por lo tanto, más complicados de lo que nos habíamos esperado). Aunque el riguroso estudio de la investigación literaria es claramente esencial para cualquiera destinado seriamente a seguir la voz de la investigación, y la examinación de los modelos disponibles es bastante gratificante para aquellos quienes tienen las destrezas matemáticas avanzadas para seguirlas, deberíamos sólo estar listos para asumir un breve resumen exento de matemáticas de lo más relevante de la vasta provisión de información que se encuentra disponible. Los lectores que necesitan conocer más o que simplemente están intrigados, son instados e implorados a investigar mucho más profundo. Para entender mejor cualquiera de los detalles del proceso vocal requeriremos ver los pliegues vocales en cortes transversales (más que del punto de vista tradicional desde arriba), examinar un tanto su magnífica estructura, y considerar unas cuantas cosas acerca de la naturaleza del flujo de aire y la presión.

Estructura de los pliegues vocales Las secciones transversales de un pliegue vocal en Fig 11-3 muestra que es básicamente se puede dividir en dos zonas. Esencialmente, el pliegue vocal es construido en la masa de apoyo del músculo tiroaritenoideo que va a lo largo de su longitud. A esta región muscular, la cual considera a casi la totalidad de los pliegues vocales, nos referiremos como el cuerpo del pliegue vocal; pero sería un serio error el verlo como nada más que un soporte para la gran cantidad de tejido. La contracción y relajación del músculo tiroaritenoideo pueden cambiar significativamente su longitud, grosor y rigidez. Deberíamos ver que estos cambios juegan un rol vital en la

determinación de las características de la señal de la fuente local. El cuerpo de los pliegues vocales está envuelto en una capa llamada cubierta. Su estructura es, de hecho, bastante compleja, pero los finos detalles aquí no nos conciernen. Basta con entender que la capa exterior de la cubierta está formada por tejido epitelial (similar a las cubiertas del resto de la garganta y a las capas superiores de la piel en la superficie del cuerpo), y que bajo este epitelio, hay una red de fibras que, en algunos aspectos significativos, parecen gomas elásticas. La red elástica es particularmente bien formada cerca del borde de la parte superior del pliegue vocal, donde se constituye el ligamento vocal. Esta estructura compuesta posee propiedades mecánicas inherentes muy definidas, pero, a diferencia del cuerpo del pliegue vocal, esas

propiedades no pueden ser alteradas. La cubierta se encuentra relativamente sin mucha adhesión. Como la piel el la parte trasera de la mano de uno, está particularmente libre para deslizarse sobre la capa inferior del cuerpo de pliegue vocal. Esta movilidad es importante en la fonación. El ciclo glotal Finalmente estamos listos para examinar el ciclo fonatorio en detalle más significativo. Asumiremos que hay un suministro de aire en los pulmones y que ha estado presurizado (como debe ser si la fonación va a ocurrir) a un nivel de tal vez 7 cm H2O (un valor típico). Los pliegues vocales son mostrados esquemáticamente en cortes transversales en Fig 11-4, y consideraremos su cambio de forma y postura como el progreso del ciclo vocal. Al comienzo del ciclo (Fig 11-4A), los pliegues vocales están aproximados. Notemos sus formas de cortes transversales: Cada uno es una cuña, con una superficie plana en la parte superior y una sección inclinada debajo. En esta etapa, la glotis se dice ser “convergente”, se estrecha desde un espacio relativamente ancho al nivel de la superficie más baja de los pliegues vocales hasta no existir espacio en toda la parte superior. La aproximación de los pliegues vocales cierra el paso de aire; no hay flujo. Toda la presión del aire en los pulmones actúa en la superficie inclinada de las paredes glotales. La presión tiende a empujar un tanto hacia los lados a los pliegues vocales (Fig 11-4B), y la separación se ensancha más y más a medida que la presión continúa actuando (Fig 11-4C). Finalmente, la presión fuerza la separación por todo el camino hasta la superficie superior de los pliegues vocales, y un espacio glotal aparece (Fig 11-4D). El flujo de aire a través de la glotis (parcialmente) abierta comienza: la parte creciente de la onda de flujo glotal ahora está en marcha.

Primer Intermezzo

En este punto, debería ser útil detenernos brevemente para considerar algunos factores básicos acerca de la física del flujo y de la presión de aire. Los valores y fórmulas matemáticas no serán importantes para nosotros, pero los conceptos son cruciales para entender los próximos eventos en el ciclo vocal. La energía disponible en el flujo de cualquier gas es almacenada de 2 formas. La experiencia diaria nos cuenta que la presión representa un tipo de almacenamiento de energía. (El aire comprimido, por ejemplo, es comúnmente usado para maquinaria tales como los jackhammers.) La presión representa lo que los físicos llaman energía potencial, la energía esperando ser liberada para entrar en acción. Mientras más alta la presión, más grande la energía potencial disponible. Las moleculas de gas en movimiento tienen momentum, y ese momentum también representa energía. Así, el movimiento es la otra forma de energía almacenada. (La fuerza contra la cual uno debe luchar cuando entra un viento muy fuerte es producida por el movimiento de las moléculas de aire liberando su energía momentum a medida que chocan con uno.) La energía de movimiento es llamada energía cinética. Mientras más rápido se estén moviendo las moléculas, más grande será su energía cinética. Consideremos ahora el flujo de aire desde lo más bajo de la vía respiratoria, a través de la obstrucción de la glotis, y dentro del espacio más ancho de la laringe superior justo sobre los pliegues vocales. El diagrama en Fig 11-5 representa este flujo con la suposición de que el tracto tiene un tamaño uniforme excepto en la glotis, de la cual la forma ha sido hecha geométricamente más simple. Lo más básico a lo cual seguiremos es al hecho de que el ritmo de flujo de aire debe ser el mismo en cada lugar del sistema. Si, por ejemplo, 100 ml de aire entran a un tubo cada segundo, entonces 100 ml/sec deben ser liberados. (¡Si no, el tubo explotaria y se rompería o se vaciaría de aire y generaría un potente vacío!) Si el ingreso y salida son la misma, debe también ser verdad que 100 ml de aire pasan cada punto en el tubo cada segundo. Déjennos recordar también que (manteniéndose todo lo demás igual) un volumen de aire dado representa un número dado de moléculas de aire. Por lo tanto, podemos decir que el mismo número de moléculas de aire pasa cada punto del sistema cada segundo. Esto no quiere decir, de todos modos, que la velocidad de moléculas de aire (en metros por segundo, por ejemplo) es la misma en cada lugar. El cuello de botella en la glotis posee un problema especial. Imaginemos que el flujo de aire es un marcha que llena la calle de extremo a extremo. Quienes marchan son las moléculas de aire, organizados en filas ordenadas. Sobre y bajo la glotis, la calle es bastante espaciosa. En esta región, cada fila de moléculas en la

marcha es tan ancha que sólo unas pocas filas necesitan pasar cada segundo a fin de tener un número dado de marchante individual y los demás pasan a ser espectadores, así las filas de moléculas no tienen que moverse hacia delante muy rápido; sólo algunas filas se moverán hacia delante por segundo. Ahora la marcha viene a la glotis, una angostura en la ruta de los marchantes. Las filas deben volverse más angostas, y bastantes más marchantes pueden integrarse en cada fila, pero, cada segundo, el mismo número de marchantes debe seguir pasando. (Si pasan muchos, los marchantes de atrás se juntarán, creando un embotellamiento mayor.) Desde cada fila de marchantes en espera, y desde el mismo número de marchantes que debe pasar cada segundo, hay sólo una solución: las filas debe pasar más rápidamente. Todos los marchantes en el cuello de botella de la glotis tienen que acelerar. Cuando vuelven a la ruta más ancha sobre los pliegues vocales, todos pueden disminuir su velocidad, pero

por el momento deben marchar a paso veloz. El aire en movimiento en la parte más baja de la laringe tiene una cantidad segura de energía. Ésta es compartida entre su energía potencial (presión) y su energía cinética (velocidad de movimiento), pero su energía total es fija. Cuando la velocidad de las moléculas acelera en la obstrucción, su energía cinética aumenta. Un incremento parecería implicar que la energía total (potencial+cinética) subiría, pero esto no puede ser. La energía total no puede aumentar, porque uno no puede crear energía de la nada. Así que, si la energía total debe seguir siendo la misma, y si la energía cinética aumenta, entonces no hay manera de que cuadre: La energía potencial debe disminuir, lo cual es otra manera de decir que la presión debe bajar. Por supuesto, cuando las moléculas de aire alcanzan el paso más ancho de la región de la laringe sobre la glotis y disminuyen su velocidad de nuevo, su energía cinética disminuirá, y así si energía potencial será restaurada. Lo que todo esto significa es que, si el aire está fluyendo a través de una glotis angosta, la presión dentro del espacio glotal será menos que la presión en el espacio más ancho. Este fenómeno (el

cual es, por supuesto, verdad para cada tubo estrechado) es llamado efecto Bernoulli, y juega un papel importante en la fase de cierre del ciclo vocal. Fin del Primer Intermezzo Ahora podemos volver al ciclo vocal, el cual dejamos en Fig 11-4D con la glotis apenas abierta. A pesar de la pequeña apertura, la presión que actúa sobre la parte baja de los pliegues vocales aún está operando, y así los bordes de los pliegues vocales continúan siendo separados. Pero ahora hay un flujo de aire a través la angosta obstrucción glotal, la cual implica que la presión de aire dentro de la glotis debe ser menor que la presión sobre o bajo ésta. Esta presión relativamente negativa tiene el efecto de “succionador” de los extremos más bajos de la glotis de vuelta hacia la línea media. También, al haber sido empujadas hacia los lados, las paredes más bajas de la glotis han sido comprimidas, casi como goma espuma. El resultado es que tenderán a volver atrás, es decir, retornar a su posición original. Por lo tanto, a medida que el ciclo avanza, los extremos más bajos han comenzado su retorno a la línea media (Fig 11-4E y F), mientras los bordes superiores de los pliegues vocales aún están siendo separados. En este punto, un nuevo efecto entra en juego. Recordemos que el borde más extremo de la porción superior de pliegues vocales contiene el ligamento vocal altamente elástico. Como el borde del pliegue vocal es empujado más lejos de la línea media, el ligamento es estirado más y más. Como una goma elástica, mientras más estirada, más fuerte es su tendencia a volver a su forma original. Después de un momento, esta fuerza restauradora comienza a traer consigo la fuerza de la presión de aire (la cual, en cualquier caso, ha estado creciendo más débil conforme la aproximación de las porciones más bajas de los pliegues estrecha de a poco el flujo de aire). Las porciones superiores de pliegues vocales, por lo tanto, comienzan a volver hacia la línea media (Fig 11-4G y H). Últimamente, la glotis será restaurada a su forma cerrada original, y el ciclo estará listo para repetirse. Permitámonos detenernos de nuevo, esta vez por unas cuantas observaciones de lo que ha pasado. Una consideración importante es que el movimiento de los pliegues vocales ha sido conducido por una combinación de fuerzas aerodinámicas (la presión de los pulmones y la presión Bernoulli) y las propiedades elásticas (retroceso) de los tejidos. De ahí, el mecanismo recién descrito es comúnmente llamado modelo de fonación mioelástico aerodinámico. Otro importante factor es la forma de la glotis, y, en particular, su convergencia, ha jugado un rol importante. Incluso más interesante es el hecho de que las porciones superiores e inferiores de los pliegues vocales no se mueven en sincronía. De algún modo, la parte inferior está siempre adelantada respecto de la parte superior: Comienza a separarse antes, y comienza a volver a la línea media también antes de que la parte superior lo haga. Hay, en el lenguaje más formal de los fisiólogos vocales, una fase de diferencia vertical. Aunque las razones están muy lejos del ámbito de nuestra discusión, ha sido demostrado que esta fase de diferencia es crítica en el mantenimiento de la fonación normal. Finalmente, una cuidadosa examinación de Fig 11-4 muestra que muchos de los movimientos de los pliegues vocales son explicados gracias al desplazamiento de la cubierta móvil de los pliegues vocales y cambios en su

forma. (De hecho, la tensidad de la cubierta crea una “onda mucosa” que puede ser vista en la superficie superior del pliegue vocal durante observación estroboscópica.) Si no hubiera cubierta de pliegue vocal (o su equivalente), la fonación normal no sería posible. Cambio de Frecuencia y Amplitud Vocal Fundamental Muchas características vocales pueden ser voluntariamente alteradas. Las dos más significativa son F0 y la intensidad. Su modificación es importante en el habla y sine qua non del canto. Control de Frecuencia Vocal Fundamental Cambiar el F0 vocal significa variar el ritmo al cual la onda glotal se repite. La manera más eficiente de hacerlo es modificando las propiedades mecánicas de los pliegues vocales (aunque, como veremos, también es posible cambiar F0 alterando el suministro de la presión del aire). La estructura del pliegue vocal, y su relación con el resto de la laringe hace esto bastante fácil de conseguir de varias maneras. Observaremos la más efectiva. Un recordatorio de unos pocos factores anatómicos está disponible. Recordemos que los pliegues vocales se extienden desde los cartílagos aritenoides (los cuales están anclados a la parte posterior del cartílago cricoideo) hacia atrás, al interior del cartílago tiroides de enfrente. El cartílago tiroides se articula con el cartílago cricoideo de tal manera que puede rotar, un tanto como la visera en un casco. Hay un músculo – El cricotiroide – que ocupa el espacio desde la tiroides hasta el cartílago cricoide de enfrente. Cuando se contrae, jala a ambos uno con otro. Debido a la “visera”, la relación del cartílago tiroides y el cartílago cricodes, la contracción del músculo cricotiroide causa que el cartílago tiroides rote. Además, el cartílago tiroides se deslizará un poco hacia delante. El resultado de esta acción está plasmado en Fig 11-6. Notemos que el efecto de red va a incrementar la distancia del cartílago aritenoides al interior del cartílago tiroides. Desde que los pliegues vocales deben abarcar espacio aritenoides – tiroides, el aumento de esta distancia extiende los pliegues vocales y los hace más grandes. Estos cambios implican importantes modificaciones del ciclo glotal. Primero, si los pliegues vocales son más grandes, entonces presentaran una mayor área superficial para la presión en la vía respiratoria justo debajo de ella. En esencia, eso hace a la presión más efectiva separando los pliegues vocales durante la fase de apertura del ciclo. Los pliegues vocales, por lo tanto, se separan más rápidamente, acortando el ciclo. Un mayor ritmo de repetición, y por consiguiente un F0 más alto será el resultado. Pero hay más. El estiramiento

del pliegue vocal significa que las fibras elásticas de la cubierta del pliegue vocal, y en particular, las fibras del ligamento vocal, son extendidas. El ligamento vocal es como una banda elástica, y estirarla tiene el mismo efecto: El aumento resultante en agarrotamiento lo hace volver más rápidamente luego de ser “arrancado”. Por lo tanto, una vez que los pliegues vocales estirados han sido separados, retornan más rápidamente a la línea media, así que aumentar el agarrotamiento de la cubierta del pliegue vocal (por contracción del músculo cricotiroideo) también acorta el ciclo (aumentando el ritmo de repetición) y de ese modo contribuye a la elevación en F0. También es posible incrementar el agarrotamiento del cuerpo del pliegue vocal por contracción del músculo tiroaritenoides (el cual, permitámonos recordar, es el cuerpo del pliegue vocal) y teniéndolo jalado en contra de la influencia extensiva de la contracción del múculo cricotiroide. Esta contracción incrementada aumenta el agarrotamiento de la cubierta del pliegue vocal, y así también ayuda a acortar el ciclo. Desde que el proceso fonatorio es gobernado tanto por la aerodinámica como por la biomecánica, sería sorprendente si vocal F0 no pudiera también ser cambiado por la modificación de presión de aire conducida al ciclo. El alza de la presión tiene el efecto de incrementar la intensidad vocal (hasta ser discutidamente corto), pero, como cualquier artista se da cuenta, no hay duda, hay una fuerte tendencia de F0 a aumentar también. Las bases exactas de este efecto no han sido establecidas con certeza, pero Titze ha propuesto una hipótesis probable, la cual tiene que ver con la distancia a la cual la presión más alta conduce al borde del pliegue vocal desde la línea media. Muchos experimentos han demostrado que la vocal F0 cambia unos 4 o 5 Hz por cada 1 cm H2O. Propuesto en habla convencional corriente, esta cantidad de cambio de frecuencia probablemente no es significativa. De todos modos, sugiriendo como logra que el lanzamiento del tono vocal se alce tan estridente como lo hace, está clara la importancia para los cantantes, quienes tendrán que llegar a acuerdo con éste. Control de la Intensidad Vocal La intensidad vocal es una función de la cantidad de excitación con que las ondas glotales liberan al aire en el tracto vocal. Es fácil ver que, manteniéndose todo lo demás, mientras mayor la amplitud de la onda glotal, mayor el resultado de excitación del tracto vocal y por tanto más intensa la señal vocal. Elevando la presión del suministro de aire efectivamente aumenta la cantidad de aire que es empujado a través de la glotis cada vez que se abra. Eso se traduce a un flujo de onda glotal “más alto”. Por consiguiente, la presión aumentada en los pulmones se traduce en mayor intensidad vocal. De todos modos, anteriormente aprendimos que es la repentina sensación del flujo que nace la principal responsable del ajuste del aire del tracto vocal en vibración acústica. Mientras más aguda y brusco sea el corte de flujo, mayor será la excitación del tracto vocal y más intenso el resultado de la señal vocal. La mayor intensidad vocal está, de hecho, asociada con una fase de disminución de la onda glotal más empinada. Este efecto es logrado no sólo

por la presión más elevada, sino también por cambios voluntarios en el biomecanismo de los pliegues vocales que tienden a resistirse al aumento de flujo de aire que la presión más elevada produciría. Así los incrementos de intensidad son producidos por una interacción cuidadosamente regulada de presión manejada más elevada y un incremento en la resistencia glotal sobre el flujo. Registros Para un extraño, probablemente no hay un concepto en el dominio de las artes vocales que parezca tan discutible como el de registro vocal. Diferentes términos se han acuñado para describir cualidades subjetivas de la voz, y la realidad fisiológica de casi cada una de ellas como un registro de voz ha sido tanto víctima de negación como el objeto de defensa apasionada. Diversos registros suenan diferentes. Pero las variadas impresiones acústicas derivan de los cambios en la manera en que la señal de la fuente vocal es moldeada por el tracto vocal, así como de las diferencias en la fuente misma de la señal vocal. Porque nuestra preocupación aquí es sólo con la señal de la fuente, podemos simplificar el problema de los registros de manera significativa al mirar sólo la variación en la función laríngea. Para aclarar este asunto, pongámonos de acuerdo en llamar al resultado de estas diferencias “registros laringeos”. También se impondrán los siguientes requisitos:

1. Un registro de la laringe debe reflejar un modo específico y distinto de acción laringea. La contribución del tracto vocal es irrelevante.

2. Un registro laríngeo es producido a través de una gama contigua de frecuencias fundamentales.

3. El rango de frecuencia fundamental de cualquier registro laríngeo considerado tiene poca superposición con el rango de frecuencia fundamenta de cualquier otro registro.

Con estas restricciones, sólo tres registros laríngeos han sido verificados. Para evitar problemas debido a lo anterior y, francamente, a menudo se confunde la terminología, y reducción de la influencia de las connotaciones asociadas comúnmente con nombres antiguos, Hollien ha sugerido que se adopte una nueva denominación para estos registros estrechamente definidos.

1. Registro modal: se describe la función laríngea en el rango de frecuencias fundamentales más comúnmente utilizado por los oradores sin formación (desde alrededor de 75 a 450Hz en hombres; 130 a 520 Hz en mujeres). El nombre, de hecho, deriva desde el termino para estadística “el valor más común”. El registro musical puede incluir "pecho", "cabeza", o registro "bajo", "medio" y "alto", dependiendo de cómo se definen estos.

2. Registro de pulso: se produce en el rango de F0 en el extremo inferior de la escala de frecuencia (25 a 80 Hz en hombres; 20 a 45 Hz en mujeres). La salida laríngea es percibida como un pulso en la

naturaleza. El término es en general sinónimo de "vocal fry", “glotal fry”, o el término musical "strohbass".

3. Registro loft: está empleada en la parte superior y de la continuidad vocal (275 a 620 Hz en los hombres; 490 a 1130 Hz en mujeres). Este nombre tiene el propósito de transmitir un sentido de "parte alta". En general, corresponde al antiguo término "falsete".

La fonación registro modal está implícitamente aceptada como la norma, y de hecho, el ciclo glotal que hemos estado considerando es la que lo caracteriza. El pulso y loft difieren del registro modal en la forma y con la tensión que las cuerdas vocales se ajustan

Registro de pulso Como muestra el diagrama de la figura 11-7, la fonación registro del pulso se logra con las cuerdas vocales que son bastante grandes en la sección transversal, una configuración que se consigue liberándolos de la tensión absoluta en que se encuentra. (Estudios laminagraphic por Allen y ollien han sugerido que la relajación en la región glotal produce, que los pliegues ventriculares estén en contra de la superficie superior de los pliegues vocales. Si esto ocurre, la masa efectiva de las cuerdas vocales, obviamente sería aumentada enormemente.) Estas dos condiciones-aumento de la masa y la reducción de estiramiento- cuenta de frecuencias muy bajas fundamentales asociados con este registro de la laringe. Que necesita más tiempo para que las cuerdas vocales se estiren, y una vez en movimiento lateral, los resultados de incremento de la masa en movimiento lateral mayor que sustenta el movimiento abductor más tiempo. La falta de tensión implica una reducción de la restauración (elástica) de retroceso, de modo que el movimiento abductor no se oponga de la misma energía, no se cierre, una vez que está finalmente en marcha, procede lo más rápido. La fonación registro de pulso se asocia con un patrón muy interesante de las excitaciones del tracto vocal, con los resultados que también se muestran en la figura 11-7. Registro de las ondas glotal entre modos de transporte son relativamente uniformes en la duración y amplitud, un hecho que se refleja en la gran similitud de las ondas acústicas que se generan en el tracto vocal. El registro de pulso, sin embargo, muestra un patrón típico débil, las ondas más cortas glotal alternan con grandes y largos. Los mecanismos exactos que explican este comportamiento han demostrado ser de reacción, por el fenómeno que es tan característico, que algunos incluyen la definición de este registro laríngeo.

Registro loft Si el registro del pulso representa un extremo en la reducción de la tensión de las cuerdas vocales, registrar loft es justamente lo contrario: la tensión aumenta a niveles muy altos (diagrama en la figura 11-7). La tensión hace que las cuerdas vocales a ser diluidas hasta tal punto que toman la forma de estanterías simple de tejido, que pueden ponerse en contacto entre sí sólo a una distancia vertical pequeña. (De hecho, es una observación común que la fonación registro loft pueda llevarse a cabo sin contacto real de las cuerdas vocales.) Si reflexionamos en estas condiciones, nos daríamos cuenta que el movimiento de las cuerdas vocales debe ser rápido, pero con una excursión pequeña. El aumento de las fuerzas de restauración relacionadas con la causa de mayor tensión de la fase de apertura de terminación anticipada, y el retroceso de la línea media, impulsado por una mayor elasticidad, también será bastante rápida. En conjunto entonces, el ajuste de registro loft produce altas f0 vocales, y la reducción en el tamaño máximo de la glotis genera muy débil excitación del tracto vocal, asociada con la intensidad vocal disminuida. Contribuciones de la fuente vocal para la calidad de voz No todo lo que escuchamos en la voz se debe a la configuración de la señal de la fuente vocal por la resonancia y acciones de filtrado del tracto vocal. Un producto, después de todo, es un reflejo de la materia prima que lo creó, por lo que algunos aspectos de la calidad de la voz están obligados a ser inherentes a la onda glotal en sí mismo (y, por inferencia, en la acción de las cuerdas vocales). Ahora examinaremos la fuente de señal vocal en mayor detalle. Para ello, tendremos que considerar el espectro de origen. Algunos lectores les puede resultar útil para hacer una pausa para el segundo intermezzo

Segundo Intermezzo Empezamos con la afirmación que realmente no hay una entidad física separada u distinta llamada sonido. La etiqueta con ese nombre es sólo nuestra percepción de los cambios en la presión del aire. La presión debe actuar dentro de cierto rango de tasas (alrededor de 20 a alrededor de 20.000 por segundo) y debe ser mayor que un tamaño mínimo determinado antes de que las percibimos, pero físicamente no se diferencia de los cambios de presión de aire medido por barómetro. La manera más sencilla en la que cualquier variable, incluyendo la presión del aire puede cambiar-se conoce como "movimiento armónico simple" y se representa en la parte superior de la figura 11-8, con la presión en el eje vertical y el tiempo en el eje horizontal. El valor de la presión en cualquier punto es proporcional al seno de su ubicación temporal. Por lo tanto, este modelo se conoce como una onda sinusoidal. Una onda senoidal puede ser

casi completamente caracterizada por su tasa de f0 (repetición) y por el alcance de su cambio de presión (amplitud).

Son muy pocos del mundo natural las ondas sinusoidales simples. Casi todos son mucho más complejos, pero una ley de física conocida como el teorema de Fourier nos dice que cualquier sonido complejo se compone de una serie de ondas sinusoidales de diferentes frecuencias y amplitudes. La realidad de esta declaración es demostrada en la figura 11-9, en el que una onda compleja se muestra con los cuatro componentes de onda sinusoidal, que se suman para crearlo. (La disección de una onda compleja en sus componentes de onda sinusoidal se conoce como análisis de Fourier.) Si la tasa de repetición de la onda compleja es perfectamente regular, la onda se dice que es periódica. En ese caso, todas las ondas componentes serán múltiplos enteros de la onda compleja f0. Tales componentes se denominan armónicos. En la figura 11-9, las ondas componentes indispensable tienen frecuencias de 1, 3,5 y 7 veces f0, que son frecuencias armónicas. Nótese, sin embargo, que tienen diferentes amplitudes.

Por lo que cualquier onda compleja puede expresarse como una tabla de frecuencias de los componentes con sus respectivas amplitudes, pero esa lista no sería fácil de tratar. Una mejor idea es producir un gráfico de la información. Podemos hacer esto por el trazado de líneas a lo largo de una dimensión de frecuencia donde hay una onda senoidal componente. Las ocho de las líneas puede representar la amplitud del componente. La onda de la figura 11-10A, se vería como la parcela en la figura 11-10B. Una parcela de este TIPO se conoce como un espectro de amplitud. No es más que un resumen gráfico de los componentes de una onda periódica compleja. En realidad, debido a la necesidad de comenzar con casos simples, hemos sido un poco deshonestos. Ya que si la onda que hemos considerado como

nuestro ejemplo es perfectamente periódica, es decir, repetida con perfecta precisión y exactitud, cada repetición seria una réplica exacta de todas las demás. El espectro de la fig. 11-10B se denomina un espectro de líneas, porque está compuesto de líneas, separadas por un espacio vacío en el gráfico. (Hay frecuencias armónicas, y nada más.), pero precisamente una onda periódica no se encuentra en la naturaleza. Siempre hay algo de ruido, alguna irregularidad de la repetición. Un ruido puro -una onda totalmente al azar, como se muestra en la figura 11-10C-no tiene armónicos. Se compone de ondas sinusoidales de todas las frecuencias (por lo menos dentro de un rango especificable) con amplitudes impredecibles. Su espectro no tiene líneas discretas: puesto que todas las frecuencias están presentes, las líneas completan todos los espacios disponibles en el gráfico, formando un espectro continuo, como en la Fig 11-10D. Si una señal es esencialmente periódica, pero también tiene cierto ruido o irregularidad, su espectro será una combinación de una línea y de un espectro continuo: habrá un cierto " rellenar" entre las líneas armónicas. Fin del segundo intermezzo Espectro de la fuente vocal El espectro de amplitud de un ideal (onda sin ruido) glotal se ilustra en la Fig. 11-11 (arriba). El espaciamiento regular de las líneas nos dice que los componentes son frecuencias armónicas. La reducción ordenada en su amplitud con mayor frecuencia se conoce como el espectro de “roll-of”. Para una voz sana típica, equivale a una atenuación de aproximadamente 6 dB por octava de la frecuencia aumenta. Tardemos un momento y exploremos de donde vienen los armónicos de alta frecuencia. Considerar la forma de onda que hemos usado como ejemplo (Fig. 11-9 o 11-10A). que tiene un repentino cambio en su punto medio. Como un movimiento brusco representa un ritmo bastante acelerado de los cambios en la presión acústica. Para generar un cambio tan rápido, debe haber alguna entre los componentes de onda senoidal de la onda que también tienen un

cambio rápido. Cuanto mayor

es la

frecuencia de una onda, más rápida es la variación de la presión en una onda más fuerte y traducen a los componentes de alta frecuencia en el espectro de la onda. El corte abrupto del flujo de aire que es característico de la onda glotal ahora adquiere una importancia cada vez más. Es una fuente importante de los componentes de alta frecuencia del espectro de la fuente glotal. El mayor punto de corte se hace más fuerte y deben ser los componentes de alta frecuencia. Se sabe que el corte se agudiza a medida que aumenta la intensidad vocal. También es posible que al corte más nítido se deba ajustar las propiedades mecánicas de las cuerdas vocales. También, de importancia considerable a usuarios de voz profesionales, la alta armonía más fuerte da un sonido perseptual "más brillante" a la voz. Aquí, entonces, es un aspecto de calidad de voz que proviene directamente del ajuste laringeo.

Irregularidad de onda glotal El examen del espectro de amplitud de una onda glotal real (Fig. 11-12) muestra que son diferentes en dos aspectos importantes de los ideales que hemos examinado hasta ahora. Las líneas de armónicos no son tan nítidas como hemos imaginado hasta ahora, y no hay energía continua que llena en parte el espacio entre ellos. Estas diferencias son el resultado de dos fenómenos que tenemos, parte que está en cualquier señal de voz real: la turbulencia del flujo de aire y la irregularidad de vibración. Turbulencia El flujo de aire a través de la glotis no es perfectamente liso o (en el lenguaje físico) "laminar". En otras palabras, todas las moléculas de aire no se

mueven realmente en línea recta, como los manifestantes en un desfile. Cada vez que un flujo es forzado a través de una apertura lo suficientemente estrecha (como la glotis), siempre hay un cierto montaje de movimiento al azar o de la turbulencia. Muchas personas no logran completar el cierre de fonación. Muchos de los cartílagos aritenoides no se juntan en la línea media, y en muchas ocasiones es de tal manera que la parte posterior de la glotis se mantiene ligeramente abierta. En cualquier caso, a menudo hay un camino abierto donde el aire puede viajar cerca de la glotis. Esta pérdida es casi seguro que será bastante turbulenta. Si algunas de las moléculas de aire se están moviendo en direcciones al azar, deben ser presiones aleatoriamente orientadas que actúan en ellas.

Puesto que el sonido es nada más que variaciones de presiones, estas presiones erráticas contribuyen aleatoriedad al producto acústico final. Aquella aleatoriedad, desde luego, es el ruido, y esto añade sus características de espectro continuas al espectro de línea de la emisión de impulsos glotal, parcialmente que se llena en los espacios entre la armonía. ¿Que es el efecto perceptual? dentro de límites razonables, ruido añadido en el sonido, quizás una calidad aterciopelada. Un poco más turbulencia podría ser oída como breathiness, o quizás la ronquera, y mucha turbulencia contribuyen a la percepción de ronquera. Irregularidad de vibración Ondas glotales son imperfectas no sólo porque hay turbulencias de flujo, sino también porque hay perturbación de amplitud y frecuencia: ni la frecuencia ni la amplitud de dos ondas sucesivas, es probable que sea exactamente igual. (Véase la figura 11-13). Las diferencias medias son bastante pequeñas: sobre la orden de 40u seg. Durante período, y sobre 0.4dB para amplitud. De todos modos si el F0 y la amplitud varían, entonces la armonía (que, déjenos recordar que son frecuencias que son los múltiplos integrales de F0) debe variar. Esto resulta en un engrosamiento de las líneas en el espectro armónico-un indicio de que la perturbación ha introducido una incertidumbre sobre el valor de la frecuencia exacta de un determinado armónico. La perturbación normal no parece mensurable ser disminuida por tentativas de controlar la voz o por el entrenamiento vocal. Su irreductibilidad se deriva del hecho que esto refleja inestabilidades inherentes e irregularidades en las contracciones de los músculos que controlan las estructuras vocales.

No es sorprendente, por lo tanto, que esto es uno de los factores que dan a la voz una calidad natural, parecida a un humano un hecho apreciado por el creador de vox humana se detiene en un órgano de tuberías. Coda En resumen, hemos pasado de dos colgajos de tejido en el viento pulmonar a una paleta de posibilidades acústicas listas para ser refinadas en el llanto de un bebé, animar a un fanático de los deportes, un trabajador ronco, o un aria de Verdi. La voz puede ser una cosa maravillosa, pero el proceso de producción de la voz no es misterioso e inexplicable. En este capítulo, hemos sido capaces de explorar sólo un simple bosquejo de la transformación de la voz y como se produce, lo suficiente para el lector novato. (Hay mucho que no se entiende acerca de la función laríngea) es evidente, sin embargo, que no es más que la perfección de las leyes ordinarias de la física y los principios comunes de la fisiología que están involucrados. El misterio, por supuesto, entra con el arte.