Функциональная анатомия «голосового тракта».

Пройдя голосовую щель, воздух попадает в ротоглотку, т.е. в так называемый голосовой тракт,охватывающий глоточную, носовую и ротовую полости и сильно варьирующий по форме. Носоглотка отделена мягким нёбом от ротовой полости. Конфигурация последней значительно изменяется и зависит от положения языка и челюстей; язык, в частности, может, приподнимаясь, разделять ее на две части (рис. 12.19). Это обеспечивается нёбной и жевательной мускулатурой и особенно мышцами языка, который благодаря сокращению как собственных, так и многочисленных мышц, подходящих к нему от различных мест прикрепления на костях или управляющих перемещениями подъязычной кости, способен занимать во рту практически любое положение.

Механизм артикуляции. Периодическое прерывание воздушного потока в голосовой щели не единственное акустическое явление при фонации. В других узких местах дыхательного тракта при достаточно высокой скорости выдоха турбулентные вихри также производят сравнительно слабый шум в широком диапазоне частот. У отдельных участков голосового тракта есть собственные частоты колебаний, зависящие от их конфигурации в данный момент времени. Звук возникает здесь, когда воздух, заполняющий эти полости, приходит в колебательное движение. Например, щелкая пальцем по щеке, можно слышать собственную частоту колебаний ротовой полости (попробуйте сделать это в тихой комнате). Шумы, возникающие в сужениях дыхательного тракта, и богатые обертонами звуки, формирующиеся голосовыми связками, также содержат такие частоты: голосовой тракт резонирует [1,7], усиливая их до надпорогового уровня и делая хорошо слышимыми. У каждой из полостей, образующихся при различных конфигурациях голосового тракта, есть специфическая собственная частота колебаний. Во время артикуляции при каждом

300 ЧАСТЬ III. ОБЩАЯ И СПЕЦИАЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

Рис. 12.19.Ротоглоточное пространство при произнесении звуков [а] (слово "father") и [i] ("seat")

особом положении челюстей, языка и мягкого нёба возникают частоты или группы частот, которые становятся слышимыми за счет резонанса [6, 15]. Диапазоны таких частот, характерные для той или иной конфигурации голосового тракта и зависящие только от нее, а не от голоса, формирующегося в гортани, называются формантами. Используя для дыхания газовую смесь, отличную от обычного воздуха по скорости проведения звука (например, гелиевую), легко экспериментально продемонстрировать существенную роль в артикуляции резонансных феноменов. Поскольку резонансные свойства голосового тракта изменятся, речь станет почти неразборчивой, хотя колебания голосовых связок останутся прежними.

Гласные. Во время нормальной речи гласные формируются благодаря резонансу голосового тракта, конфигурация которого относительно стабильна, а рот открыт для произнесения звука [6]. В английском языке мягкое нёбо при этом обычно опущено и носоглоточное пространство к колебаниям полости рта не присоединяется. Форманты,связанные с таким резонансом, ответственны за то, чтобы гласный звук, скажем «а», различался как таковой независимо от высоты звучания и не смешивался с другими гласными. Форманты, а в некоторых случаях и их комбинации, служат, таким образом, акустическими эквивалентами конкретных гласных (а также некоторых согласных). На рис. 12.19 приведены примеры конфигураций полости рта при произнесении английских [а] и [i]. В зависимости от того, разделяет ли язык полость рта, и если да, то каким образом, формируются пространства различных размеров и соответственно те или иные формантные частоты. Каждый гласный звук определяется по крайней мере двумя формантами. В табл. 12.1перечислены эти звуки для английского языка, а на рис. 12.20 показаны соответствующие частоты двух их главных формант (из [1]). У других часто встречающихся формант интенсивность мала, и здесь они не рассматриваются.

Таблица 12.1. Гласные английского языка (с изменениями по [1])
Переднего ряда (язык направлен вперед)	Среднего ряда [ (язык в середине ротовой полости)	Заднего ряда (произносятся с помощью задней части языка

Рис. 12.20.Частоты первой (F1. ось абсцисс) и второй (F2, ось ординат) формант гласных английского языка, произносимых типичным мужским голосом [1]

Варьируя положение губ, легко наблюдать, как изменения конфигурации полости рта вызывают переход одного гласного в другой.

Дифтонги и полугласные Эти фонемы похожи на истинные гласные, однако во время их произнесения голосовой тракт нестабилен; в ходе артикуляции он изменяется. Примеры английских дифтонгов-звуки [εi] ("pay") или [ai] ("high"). В случае полугласных такие изменения происходят быстрее; их примеры - [j] ("you") или [w] ("wall'); эти фонемы начинаются так же, как [i] и соответственно [u]. Согласные [r] и [l]также относятся к данной фонетической группе.

Согласные. Эта группа включает большое количество фонем, при формировании которых голосовой тракт нестабилен, а звук произносится не обязательно ртом. Они могут быть звонкими (т.е. сопровождаться колебаниями голосовых связок) или глухими (таких колебаний не происходит). В целом голосовой тракт здесь сужен сильнее, чем при произнесении гласных; конкретная форма его сжатия -с помощью зубов, губ и языка - определяет, какой именно согласный звук произносится. Среди них различают фрикативные (щелевые) и взрывные (смычные).