Научные концепции деятельности голосового аппарата в пенииТема 3. Научные концепции деятельности голосового аппарата в пении

Миоэластическая и нейрохронаксическая теории как единая концепция

С возникновением искусства сольного пения вокальная педагогика развивалась эмпирическим путем — путем накопления знаний в области природы певческого голоса. Исходя из опыта исполнительской практики того или иного времени, устанавливались принципы и приемы развития певческого голоса, формировалась система вокального образования и воспитания. Знания о механизмах работы голосового аппарата устанавливались на основе результата его деятельности: определяемых на слух тембральных качеств певческого звука. Общеизвестно, что современная вокальная педагогика все еще не имеет стройной теории певческого голоса и его использования в исполнительстве, которая бы определяла методику воспитания профессиональных певцов.

Одна из причин доминирования исторически сложившегося эмпирического метода обучения в том, что вплоть до середины XIX века наука не могла дать объяснение феномену певческого голоса по вопросам анатомии, физиологии, акустики голосового аппарата. Содружество вокальной педагогики и смежных наук на современном этапе все-таки не привело к созданию теории сольного пения.

На противоречия в данной сфере указывал Д. Л. Аспелунд: увлечения «узким естественнонаучным обоснованием певческого процесса сказались в понимании певческого голоса только как физического феномена, оторванного от формирующего воздействия музыки. … поиски теоретиками некоего идеала певческого звучания, не зависимо от стиля музыки, языка». 11 Это главное противоречие не преодолено в полной мере и поныне. Смежные науки не могут заменить теорию вокальной педагогики. Скорее наоборот, теория вокальной педагогики должна соединить естественнонаучные знания о механизмах голосообразования с музыкознанием — историей и теорией оперного, хорового искусства.

Первые сведения о голосовом аппарате появляются у греческого врача Гиппократа. Ему было известно, что при повреждении дыхательного горла голос перестает звучать. Следовательно, источник голоса — верхние дыхательные пути.

Римский врач Гален (II век н.э.) исследовал анатомию горла и дал определения основным хрящам гортани — щитовидный и перстневидный. Действие голосовых складок он сравнивал с действием язычков свирели, обнаружил факт сужения голосовой щели при звучании и ее расширения при дыхании. В трудах Галена имеются правильные наблюдения о значении силы дыхания для звучания голоса певца, о некоторых различиях голосообразования в пении и ораторской речи.

Не обошел вниманием строение, функции гортани и Леонардо да Винчи (1452−1512). Он дал первое правильное изображение мышц и связок гортани, принимающих участие в голосообразовании, указал на многообразие их действий. Кроме того, в эпоху Возрождения были известны в человеческом голосе музыкальные гармонические звуки, соответствующие гласным, и немузыкальные звуки, соответствующие согласным, для образования которых необходимо создавать препятствие выдыхаемому воздуху совместной работой губ, языка и других органов артикуляции.

В XVII-XVIII ст. было отмечено влияние желез внутренней секреции на формирование певческого голоса. Эта взаимосвязь стала причиной кастрации мальчиков с хорошими голосами, которые сохраняли свойственные детям высоту и объем голоса в сочетании с силой органов дыхания взрослого человека. Эпоха певцов-кастратов в оперном и хоровом искусстве — эпоха бельканто — длилась более двухсот лет. Для последнего певца-кастрата Веллути писали произведения Дж. Россини и Дж.Мейербер. опера Мейербера «Крестоносец в Египте» была создана для Веллути в 1824 году (Венеция).

В конце XVIII столетия обнаруживаются попытки рассмотреть физиологию голосового аппарата. Французский вокальный педагог Берар (1710−1772) издал труд «L'art de chant» (1755), где впервые отмечается длина и толщина голосовых складок как причина различия певческих голосов, вибрация складок гортани по аналогии со струнами скрипки (роль смычка при этом выполняет струя воздуха, выдыхаемая под определенным давлением). Аналогичной была и книга (1756) другого француза Бланше. Физиолог Морганьи (1682−1771) отметил отличие между истинными и ложными голосовыми складками.12.

Представление о деятельности голосовых складок в пении расширилось в XIX ст. В 1839 году немецкий физиолог И. Мюллер поставил опыты с искусственной гортанью, в которую были вставлены резиновые перепонки. Опыты показали, что высоту тона, издаваемого изолированной гортанью человека, можно варьировать двумя путями: силой натяжения голосовых складок при постоянном давлении воздуха и силой подсвязочного давления воздуха при постоянном натяжении связок. С этого времени гортань человека стали рассматривать как упругую мембраноподобную систему, которая способна порождать звуковые колебания.

Знаменитым вокальным педагогом М. Гарсиа-сыном (1805−1908) был изобретен ларингоскоп (гортанное зеркало), благодаря которому он впервые наблюдал работу голосовых складок в пении. Труды Гарсиа-сына «Заметки о человеческом голосе» (1840) и «Полный трактат об искусстве пения» (1847) легли в основу формирования миоэластической (мио — мышца, эластический — упругий) теории голосообразования. Он впервые правильно объяснил процесс образования голоса как результат колебаний голосовых складок под действием проходящего воздуха, указал на точное соответствие колебаний голосовых складок высоте издаваемого звука, разработал учение об атаке звука, выяснил роль надставной трубки в формировании тембров голоса (светлого и темного).

Работы Гарсиа-сына явились стимулом дальнейшего развития важного раздела физиологии человека, поставив новые задачи и обеспечив перспективу дальнейшего движения целого комплекса наук, изучающих проблемы вокального искусства. За свои открытия Гарсиа-сын был удостоен Парижской академией наук ученой степени доктора медицины.

Не менее важной в области акустики голосового аппарата явилась книга «Физиологическая акустика» (1863) немецкого ученого (физиолога и физика) Г. Гельмгольца (1821−1894). Гельмгольц выдвинул теорию надставной трубы, полости, идущей выше голосовых складок, где усиливаются или ослабляются отдельные компоненты первичного или натурального тона, возникающего на уровне голосовых складок. Гельмгольц обосновал новую теорию резонанса, лежащую в основе восприятия звуков (резонансная теория слуха).

С точки зрения миоэластической теории певческий звук есть результат периодического вибрирования краев голосовых складок под давлением струи выдыхаемого воздуха. К моменту начала фонации голосовые складки плотно смыкаются, затем под давлением воздуха расходятся, пропустив чась воздуха сквозь образовавшуюся узкую щель. Давление под складками падает, позволяя им снова сомкнуться под действием эластических сил. Давление восстанавливается… Так осуществляется процесс замыкания и размыкания голосовых складок. Их вибрирование становится периодическим.

Напор воздушной дыхательной струи выступает в качестве активной действующей силы. Голосовые складки же вибрируют под действием проходящего воздуха пассивно. В соответствии с числом колебаний складок в секунду над гортанью (в надставной трубке) возникают периодические сгущения и разряжения воздуха, порождающие звуковую волну.

Такое представление механизма фонации основано на противоборстве силы воздушного подсвязочного давления и упругих сил, сближающих голосовые складки, т. е. происходит «голосовая борьба». Поведение голосовых складок приравнивается к поведению упругой натянутой струны или упругого язычка в органной трубе. Ни струна, ни язычок не могут колебаться без воздействия внешней силы — смычка или подсвязочного давления воздуха. Высота звука объясняется силой сжимания и натягивания голосовых складок: чем сильнее натягиваются и сжимаются — тем больше частота колебаний и выше звук; чем слабее натяжение — тем ниже звук.

Роль центральной нервной системы в процессе фонации сводилась в основном к регулированию мышечных напряжений в гортани и регулированию подсвязочного давления воздуха. С этих позиций миоэластической теории процесс фонации представляется явлением чисто периферическим.

Однако данная теория имеет некоторые недостатки. Она не может объяснить выдерживание певцами одной и той же высоты основного тона голоса при изменении силы подсвязочного давления или как певцы могут точно интонировать при неполном смыкании голосовых складок. Загадкой оставалась и болезнь афония, когда голосовые складки плотно и хорошо смыкаются, а звук при этом отсутствует. Кроме того подобные механические модели могут создавать звуки, частота которых сравнительно невелика, а верхние звуки тенора, как известно, находятся в области частот порядка 500 кол/сек, сопрано — свыше 2000 кол/сек.

Размеры голосовых складок также не всегда соответствуют типу голоса: тенор может обладать более длинными басовыми голосовыми складками и наоборот. С точки зрения «механической» теории невозможна такая картина, когда правая складка уходит от средней линии, а левая — приближается к ней. Но именно такой тип колебаний голосовых складок хорошо известен многим врачам-ларингологам. Наконец, наблюдения показывают, что в фальцетном регистре натяжение голосовых складок слабее, чем в грудном. Однако в этом регистре формируются не самые низкие звуки голоса, а, наоборот, — высокие.

Миоэластическая теория являлась общепринятой до 1950 года, когда во Франции известным ученым Раулем Юссоном была выдвинута новая теория физиологии и акустики певческого голоса. По мнению Е. А. Рудакова, исторической датой зарождения новой теории фонации и новых взглядов на процессы певческого голосообразования является 1934 год.13 В этом году Е. Н. Малютиным было сделано открытие, показавшее, что голосовые складки человека могут колебаться без участия механических сил, т. е. без подсвязочного давления воздуха. Голосовые складки возбуждаются под действием процессов, которые происходят в коре головного мозга и в центральной нервной системе.

Однако еще раньше, в 1930 году, американским ученым Линдеманом при опытах над собакой было установлено, что частота колебаний электрических потенциалов в возвратном (рекуррентном) нерве соответствует частоте звуковых колебаний, создаваемых гортанью собаки. Электрические импульсы нервного возбуждения осуществлялись по возвратному нерву из центральной нервной системы к голосовым складкам. В то время данное наблюдение американского ученого не получило должного освещения и толкования. Из него не было сделано соответствующих выводов, ибо считалось невероятным, чтобы центральная нервная система могла создавать импульсы возбуждения на уровне частот 3500 и выше кол/сек.

Открытия Линдемана и Малютина устанавливали противоположный миоэластической теории механизм колебаний голосовых складок. Возбуждение голосовых складок не является пассивным, поскольку имеет сложную нейрофизиологическую связь с центральной нервной системой. Открытие Малютина за рубежом расценивается как один из решающих факторов, обусловивших появление новой теории Рауля Юссона. В то же время исследования Линдемана в области электрической активности возвратного нерва и гортани имели продолжение во Франции в период 1950;1957 годов. В результате была создана новая электрофизиологическая теория фонации или, как ее называет Р. Юссон, «нейрохронаксическая» теория (или «нейромоторная»).

Эта теория не является вполне бесспорной и законченной, ибо не объясняет до конца многие явления и закономерности в акустике и физиологии голосового аппарата. Однако правильность и плодотворность путей исследования не вызывают сомнений. Теория устанавливает «церебральный генезис» (мозговую природу) колебаний голосовых складок. Сущность новой теории состоит в следующем: голосовые мышцы колеблются не пассивно под действием проходящей струи воздуха, а сокращаются активно под действием приходящих из центральной нервной системы импульсов биотоков. Причем частота нервных импульсов, идущих к голосовым складкам, и частота основного тона голоса совпадают. Каждый нервный импульс вызывает сокращение голосовых мышц. Сколько импульсов — столько и сокращений, определяющих частоту колебаний. По старой теории воздух колеблет голосовые складки, а по новой — голосовые складки вызывают колебания воздуха периодическими сокращениями, образуя звуковые колебания.

До Юссона физиологи различали две функции гортанных мышц: 1. функцию разведения в стороны голосовых складок при вдохе и 2. замыкательную функцию — защитную функцию дыхательных путей. Считалось, что голосовая функция — более поздняя в эволюционном отношении и развилась на базе более древней замыкательной и представляет собой позднейшее приспособление замыкательной функции к фонационной.

Точка зрения Юссона иная. Голосовая функция человека — это принципиально новая в эволюционном отношении деятельность гортанных мышц, которая отличается от первых двух и представляет собой третью функцию. Выполняющие ее голосовые мышцы имеют особое происхождение и могут вибрировать независимо от сближения или разведения голосовых складок, или присутствия и силы подсвязочного давления. Строение голосовых мышц напоминает строение сердечной мышцы. По работоспособности они обладают колоссальной неутомимостью и устойчивостью к кислородному голоданию, что свидетельствует об экономичности проходящих в процессе их деятельности биохимических процессов. Голосовая мышца очень чувствительна к гормонам желез внутренней секреции и обладает молниеносной быстротой реагирования на раздражения, не имея себе равных среди других мышц человеческого организма.

Основные положения нейрохронаксической теории фонации:

• 1. Деятельность голосовых складок регулируется импульсами нервного возбуждения, возникающими в коре головного мозга и достигающими гортани по возвратному нерву, который является моторным («двигательным») нервом голосовых складок.
• 2. Колебания голосовых складок могут возникать без подсвязочного давления воздуха. Воздушное давление не оказывает влияния на частоту колебаний голосовых мышц.
• 3. Высота звука певческого голоса зависит от импульсов центральной нервной системы — частота импульсов возбуждения, идущих к голосовым складкам по возвратному нерву, точно соответствует частоте основного тона, издаваемого гортанью; высота звука не зависит от величины подсвязочного давления — изменение силы давления влияет только на интенсивность звука, т. е. на амплитуду колебаний голосовых складок (аэродинамические силы, создаваемые подсвязочным давлением, примерно в десять раз слабее сил, имеющих нейромышечное происхождение).14 Дыхание подымает тонус внутренних мышц гортани (в том числе и голосовых), влияет на характер фазы смыкания и размыкания, форму их колебаний, определяя силу голоса. Отсюда — полноценный певческий звук является результатом комбинированного действия колебаний голосовых мышц и воздействия на них струи выдоха.
• 4. Диапазон и регистры певческого голоса определяются степенью возбудимости возвратного нерва и мышц гортани и измеряется в электрофизиологии особой единицей — хронаксией. Диапазон голоса зависит от способности возвратного нерва передавать большие или меньшие частоты электрических потенциалов действия, которые составляют величину хронаксии возвратного нерва. Определение типа голоса осуществляется в соответствии с ее величиной: чем выше голос, тем меньше хронаксия и наоборот. Чем меньше хронаксия, тем больше сокращений в единицу времени может дать мышца. Каждому типу голоса соответствует свое значение хронаксии. Юссон делит женские голоса на 19, а мужские на 17 групп, выделяя так называемые промежуточные типы голосов. Голосовые регистры Юссон объясняет делением двигательного нерва при передаче импульсов свыше 500 гц (проведение импульсов по нерву ограничено природой частотой не более 400−500 гц) на отдельные части (пучки), каждая из которых работает в своем ритме. Этот механизм передачи импульсов высокой частоты известен и свойствен слуховому нерву. Регистровый переход осуществляется на уровне примерно 300−390 гц.
• 5. Феномен «прикрытия» высоких звуков заключается в повышении тонуса голосовых складок и их большем растяжении за пределом высоты регистра (у мужчин — грудного), после которого осуществляется переход в фальцетный регистр. В основе прикрытия — увеличение функциональной возможности голосовых мышц путем их растяжения и увеличения частоты импульсов. Однако возбудимость блуждающего нерва индивидуальна. Поэтому и предел скорости колебаний голосовых мышц разный и зависит от индивидуальных особенностей человека, т. е. диапазон голоса, связанный со степенью возбудимости гортанных нервов, у всех различный.
• 6. Новая теория вскрыла глубокую взаимосвязь между работой слухового анализатора, т. е. слуховыми восприятиями и процессами, происходящими в гортани во время фонации.
• 7. Акустика помещения чрезвычайно важна для певца, ибо оказывает на него существенное физиологическое воздействие.
• 8. Устанавливается факт тесной взаимосвязи и взаимодействия между рото-глоточными резонаторами и гортанью. Область твердого неба Юссон называет «активизирующим небным полем» — при достаточном раздражении заложенных здесь рецепторов сильно повышается тонус голосовых мышц, голос приобретает большую силу и звонкость. Это явление определяется как «маска». На деятельность голосовых складок в области регулирования силы звука и изменения тембра оказывает влияние работа других мышц и органов — мимики, вибрационных раздражений кожи лица, ротоглоточного резонатора. Все раздражения, передаваясь в соответственные зоны коры головного мозга, вызывают процесс возбуждения и тем самым повышают тонус голосовых мышц.

Наибольшая трудность нейрохронаксической теории состоит в объяснении явлений вибрато — периодических изменений высоты звука с частотой 6 кол/сек. Юссон выдвинул свою теорию в противоположность миоэластической. В предисловии к книге Юссона «Певческий голос» Е. Рудаков вслед за Н. И. Жинкиным допускает, что «голосообразование определяется двумя одновременно сосуществующими механизмами — миоэластическим и нейрохронаксическим». 15.