56.1ª.05 FISIOLOGIA LARINGEA: FONACION.

 

                                                          

  • Mecánica respiratoria durante la fonación.
  • Movilidad cordal.
  • Producción del sonido laríngeo.
  • Propiedades físicas del sonido laríngeo.

                                        

   La fonación es una función esencial para la relación de la persona y está realizada por todo un conjunto funcional. Este conjunto comienza su función desde el nacimiento y una vez desarrollado, llega a la producción de la voz que es el soporte de la palabra.   Esta función de la laringe es más compleja que las anteriormente expuestas, pues se trata de una secuencia de acciones mentales y físicas. No se reduce simplemente al juego de apertura y cierre de las CV, pues si bien éstas son esenciales produciendo el sonido, los resonadores que modifican el sonido, la posición del velo del paladar, de la lengua y de los labios formando posiciones articulares, son igualmente muy importantes en la producción de la cadena del habla.

   La voz es el producto del choque  de la superficie de la mucosa de las CV cuando éstas están aducidas y pasa un flujo constante de aire a través de ellas y con una presión suficiente.

   La idea de producir un sonido se origina en la corteza cerebral, en el área del lenguaje. La información para la realización del movimiento se transmite por diferentes nervios a la laringe. En cumplimiento de estas órdenes las CV se mueven, vibran y generan un sonido con la participación del aparato respiratorio. La resonancia de este sonido en el tracto vocal confiere al sonido las características percibidas por el oyente. Debido a la autoescucha y a la sensibilidad táctil, el orador o intérprete irán cambiando su tono de voz. Por tanto la voz se produce mediante el concurso de varios órganos que han de funcionar como una unidad funcional.

                                                                      

                                                     

     MECÁNICA RESPIRATORIA DURANTE LA FONACION.

   El hecho fundamental en la producción de la voz radica en el elemento valvular de la laringe, generador de sonidos de diferentes frecuencias, que está formado por las CV y las estructuras de las que depende su funcionamiento mecánico. La laringe regula minuciosamente la presión de cierre de las CV y su grado de apertura.

                                     

    Fenómenos respiratorios durante la fonación.

   Durante la fonación los pulmones actúan como reservorio de la fuente de energía que es el aire, siendo estos el principal elemento efector, la mucosa de las CV cumple la función de elemento vibrador. Los movimientos respiratorios debe de adaptarse particularmente durante la fonación a la misma. Los fenómenos respiratorios adaptativos a la fonación son:

       La fonación se realiza durante el período espiratorio del ciclo respiratorio, durante el cual se ha de emitir una columna de aire subglótico a una presión más o menos elevada. Esto exige una modificación importante del ritmo respiratorio normal fuera de la fonación: se recorta el tiempo de la inspiración, mientras que la duración de la espiración aumenta considerablemente.

       Durante la fonación los volúmenes de aire movilizados durante la respiración son mayores que en la respiración normal en reposo. Estos volúmenes van a ser mayores o menores dependiendo del tipo de actividad vocal: hablada normal, lectura, canto, etc., pero siempre van a ser superiores a los volúmenes de la respiración normal en reposo.

       Las presiones pulmonares inspiratorias, y sobre todo las espiratorias, son muy superiores a las que se observan durante la respiración normal. En efecto, durante la fonación el cierre de las CV crea un obstáculo y una elevación de la presión subglótica, de esta forma la columna de aire espirado es controlada por la posición valvular de las CV que pueden estar más o menos cerradas, permitiendo el paso a más o menos volumen de aire.

   La presión de la columna de aire espirado es esencial para la fonación.

                                   

   Volúmenes de aire movilizados durante la fonación.

   Los volúmenes de aire movilizados y las presiones que alcanza el aire pulmonar durante la fonación tienen aproximadamente estos valores:

       La presión subglótica durante la palabra varía normalmente entre 2 y 12 cm de H2O, pero por ejemplo, durante un discurso en público puede alcanzar los 20 cm de H2O.

       El débito espiratorio varia entre 60 y 300 ml/seg. Los volúmenes de aire movilizados raramente sobrepasan un litro y medio.

       Durante la lectura en un tono de voz normal, los volúmenes pulmonares se encuentran esencialmente en torno a la capacidad funcional de reserva.

       En la lectura con voz muy forzada pueden alcanzar, al comienzo del discurso, grandes volúmenes pulmonares 60 a 90 % de la capacidad vital.

       En la conversación espontánea de intensidad débil, los valores son casi siempre inferiores a la capacidad funcional de reserva.

                                                   

   Funcionamiento de los músculos respiratorios durante la fonación.

   Antes de comenzar la fonación se realizar una inspiración profunda para tomar aire, produciéndose una presión de relajación superior a la presión subglótica para que entre el aire. Los músculos inspiratorios son los encargados mediante su contracción de frenar el movimiento de cierre de la caja torácica, facilitando la entrada de aire a los pulmones.

   Luego, a medida que el volumen pulmonar decrece, la presión de relajación va bajando hasta que llega a ser insuficiente para impulsar la entrada de aire y cesan en su actividad los músculos inspiradores. A partir de este momento la presión de relajación es mantenida por los músculos espiratorios que entran en acción.

   Entonces comienza la emisión sonora, y para mantener una presión subglótica de aire constante, es necesario un gran trabajo por parte de los músculos espiradores, ellos van controlando la contracción de la caja torácica y de este modo la expulsión de aire. Al final de la emisión sonora, cuando el volumen pulmonar es pequeño y la presión de relajación se hace negativa, es necesaria cada vez una acción más intensa de los músculos espiradores para conseguir que se mantenga una presión constante.

    La actividad de la musculatura respiratoria pulmonar durante la fonación varía en función de dos factores:-   De la presión subglótica necesaria para producir el sonido deseado.-   De la cantidad de aire contenida en los pulmones, la cual depende a su vez de la presión de relajación.

   Si la emisión sonora demanda una fuerte presión subglótica, la acción de freno de los músculos intercostales externos sólo actúa durante un poco tiempo tras una profunda inspiración y los músculos espiradotes deben intervenir más cuanto mayor deba ser la presión. Para un sonido que demande una presión subglótica elevada, los músculos espiratorios deben de intervenir desde el ataque sonoro.

   Si por el contrario, la emisión sonora precisa de una presión subglótica baja, la acción de los músculos intercostales externos puede prolongarse hasta que se alcance una presión subglótica similar a la de la respiración de reposo.

   La acción de los músculos abdominales se ejercita por la musculatura lateral, oblicuo y transverso, más que por la frontal.

   Para que los movimientos espiratorios tengan un funcionamiento armónico durante la fonación son indispensables dos condiciones:

   -   Un equilibrio entre músculos inspiradores y espiradores, para ello es fundamental la postura tóraco-abdominal a partir de la cual se realizan los movimientos de los músculos intercostales.

   -   Sinergia fonorrespiratoria: que haya una acción sinérgica y complementaria de los intercostales y abdominales. El ascenso diafragmático es condicionante de la eficacia espiratoria de los impulsos torácicos.

   El funcionamiento mecánico del diafragma durante la fonación es muy importante, y sobre todo en el canto. En la inspiración, la contracción del diafragma hace descender el centro frénico, y por tanto alarga el eje vertical del tórax, en ese momento se aprecia un abombamiento del abdomen. En un segundo tiempo, el diafragma actúa sobre las costillas, elevándolas y separándolas, aumentando también los diámetros transversal y sagital del tórax. Se aprecia por tanto durante la inspiración, un descenso diafragmático, adelantamiento de la pared abdominal y dilatación de las costillas. La parte superior del tórax permanece prácticamente inmóvil.

   Durante la respiración, se produce contrariamente una elevación diafragmática, acompañada de hundimiento de la pared abdominal y cierre costal.

    Resumiendo lo expuesto, la producción del sonido y de la voz necesita del concurso de:

   -   Los músculos espiratorios que regulan el débito y la presión del aire espirado.

   -   La acción antagonista y alternativa de prensión y relajación de las CV.

   -   La acomodación de la glotis mediante la fijación de los cartílagos laríngeos, especialmente del aritenoides, mediante la acción tónica de los músculos extrínsecos que en él se insertan y mediante la fijación de hueso hioides por los músculos supra y sub hioideos.

                                              

                                                  

   MOVILIDAD CORDAL.

   La laringe tiene una movilidad intrínseca realizada por los aritenoides, mediante la cual las CV realizan sus movimientos de adducción y abducción. Los aritenoides realizan su movimiento por la acción de los músculos laríngeos intrínsecos: cricoaritenoideo posterior, cricoaritenoideo lateral, cricotiroideo, interaritenoideo y tiroaritenoideo.

   La contracción del cricoaritenoideo posterior empuja la apófisis muscular del aritenoides en dirección posterior y caudal. En la articulación cricoaritenoidea, el aritenoides rota y su apófisis vocal se desplaza hacia arriba y lateralmente con lo que se produce la abducción de la CV.

    De modo inverso, el músculo cricoaritenoideo lateral tira de la apófisis muscular del CA en dirección anterior y caudal, con lo que el aritenoides rota de manera que su apófisis vocal se mueve hacia la línea media y la CV se adduce.

   La contracción del músculo cricotiroideo aumenta la distancia entre la comisura anterior y la lámina del CC, aumenta la tensión de la CV y tira del CA hacia delante.   Por otra parte, la actividad de la musculatura infrahioidea también influye en la función glótica. La tracción ejercida por la tráquea hacia abajo durante la inspiración, provoca una abducción de las CV.

   Otro tipo de movimientos laríngeos importantes son los destinados a modificar la forma de la porción membranosa de la CV. La contracción del músculo cricotiroideo produce un estiramiento pasivo de la CV, que por tanto aumenta la longitud y disminuye el grosor de la misma. Sin embargo, la contracción del músculo tiroaritenoideo hace que disminuya la longitud y aumente el grosor de la CV.

   La contracción del músculo cricoaritenoideo alarga la cuerda al disminuir el espacio intercrico-tiroideo mediante un movimiento de rotación a nivel de la articulación cricotiroidea, haciendo que el CA haga un movimiento de translación que es una subluxación de la articulación cricotiroidea por acción de la parte oblicua del músculo.

                                                            

                                   

   PRODUCCIÓN DEL SONIDO LARINGEO.

   La mucosa de las CV es el elemento vibrador durante la fonación creando una frecuencia fundamental que posteriormente se enriquece en sermentos más altos del tracto vocal que forman el elemento resonador, para posteriormene transformarse en elementos aún más altos del tracto vocal en la palabra, es el elemento articulador.  

   Dice JC Lafon que el sonido nace del borde de las CV. El mecanismo de formación del sonido en la laringe ha sido objeto de múltiples estudios y teorías.

   Las CV actúan como parte de un oscilador que trabajando sincrónicamente y mediante la variabilidad de sus propiedades físicas, elasticidad, rigidez y viscosidad, son capaces de generar una amplia gama de frecuencias ante el paso de aire a través de la hendidura glótica.

                                                 

   Preparación para la fonación.

   Durante la respiración, el espacio comprendido entre las dos CV o glotis, no está nunca completamente cerrado. Durante la inspiración la apertura glótica es triangular con vértice anterior, siendo el dilatador de la glotis el músculo circo-aritenoideo lateral.   Durante la espiración, las CV están un poco más próximas.

   Para que la fonación sea posible las CV deben de estar pegadas en toda su longitud, esta aproximación de las cuerdas está producida por la contracción del músculo crico-aritenoideo posterior que aproximan las CV mientras están relajados los inter-aritenoideos. Para que el cierre de la glotis sea completo, los cricoaritenoideos laterales hacen pivotar hacia dentro las apófisis vocales. Para completar el cierre glótico, los músculos crico-tiroideos, al contraerse, inmovilizan el CT y el cricoides tensando las dos CV.

                                                    

    Producción del sonido.

   El sonido es el resultado del movimiento de las CV que se produce con el paso de aire a través de la glotis cerrada. La función fonatoria está desarrollada fundamentalmente por el músculo tiroaritenoideo interno.

   Para la producción del sonido las CV se separan y aproximan de forma rítmica y rápida. Al comenzar la fonación las cuerdas se aproximan y se ponen en tensión. Cuando la columna de aire subglótico alcanza una presión suficiente, el aire sale, o escapa, entre las dos CV haciéndolas vibrar y produciéndose el sonido fruto de esa vibración. Como se explica en el capítulo siguiente, al exponer las teorías sobre la fonación, el escape de aire por la hendidura glótica durante la fonación se realiza mediante un proceso neurológico ordenado, o bien mediante un fenómeno pasivo, pero de una forma u otra, se van a producir una serie de modificaciones a nivel de las CV. Las oscilaciones de aproximación y separación de las CV durante la fonación se realizan fundamentalmente en el plano horizontal y son las responsables del sonido laríngeo fundamental. Las dos CV vibrando, interrumpen periódicamente el flujo de aire que asciende de la subglotis y las modificaciones en este funcionamiento son responsables de los cambios de registro.   El sonido procedente de la laringe es un tono complejo que consta de una frecuencia fundamental y tonos suplementarios o armónicos.

   Se denomina registro vocal a una emisión vocal homogénea para una parte más o menos grande de la extensión vocal. Cuando se emite una serie continuada de sonidos partiendo del sonido más grave para llegar al más agudo, la voz se modifica bruscamente, cambiando de registro. Las variaciones de frecuencia fundamental a nivel glótico se realizan mediante cambios de longitud, masa y elasticidad que experimentan los distintos planos que forman las CV por la acción muscular.

   Fundamentalmente, se distingue un registro grave o de pecho y un registro agudo o de cabeza. Además el hombre puede tener una voz de falsete, simulando la voz infantil que acústicamente es bastante inestética, estando en este caso el registro por encima de la voz aguda. A cada uno de estos registros corresponde una función cordal diferente. La elongación y adelgazamiento produce un incremento de la frecuencia fundamental, la realiza el músculo cricotiroideo. El mecanismo opuesto es el acortamiento de la CV, cuyo efecto es la reducción o descenso de la frecuencia fundamental producida por la contracción del músculo tiroaritenoideo, acompañada de la interrupción total de la contracción del circotiroideo. Estas modificaciones cordales son extremadamente finas, bilaterales y simétricas y están reguladas por la acción de los músculos cricotiroideo y tiroaritenoideo.

   Otros de los aspectos de la producción del sonido vocal son el comenzó o ataque y la parada de la voz. El comienzo de la producción del sonido vocal se le denomina ataque y puede ser dulce o duro. La parada puede ser progresiva o brusca.

   Como se acaba de exponer, la producción del sonido y de la voz necesita del concurso de los músculos espiratorios que regulan el débito y la presión del aire expirado; de la acción antagonista y alternativa de prensión y relajación de las CV; y de la acomodación de la glotis mediante la fijación de los cartílagos laríngeos, especialmente del aritenoides, mediante la acción tónica de los músculos que en él se insertan y mediante la fijación de hueso hioides por los músculos supra y sub hioideos.

                                                

                                                                  

   PROPIEDADES FÍSICAS DEL SONIDO LARÍNGEO.

   Con respecto a las tres propiedades físicas fundamentales de los sonidos y de la voz, intensidad, altura y timbre, el comportamiento de la musculatura laríngea es el siguiente:

   -   La intensidad de un sonido está en relación con los cambios o ajustes en la presión del aire espirado sobre el efecto valvular de la laringe y sobre los elementos resonadores. Pero de los tres elementos el más importante para el control de la intensidad es la presión subglótica. Se considera que un incremento del doble de la presión subglótica supone un aumento de la intensidad de aproximadamente 9 dB. A modo comparativo, en el incremento de frecuencia debido al aumento de la presión subglótica, variaciones de 1 cm de H2O suponen 3-4 Hz de ascenso en la frecuencia de la voz conversacional. El papel de la musculatura laríngea es mucho menor en esta propiedad fónica.

   -   La altura o frecuencia de un sonido está regulada por la acción de los tensores de las CV y sus antagonistas. La entonación normal es la característica de la voz hablada y es el resultado de una posición de equilibrio que toman las CV bajo la acción de estos músculos cuando producen el mínimo esfuerzo. La elongación produce un incremento de la frecuencia fundamental y el responsable de este mecanismo es el músculo cricotiroideo, cuya acción produce una elongación y adelgazamiento de la CV. El mecanismo opuesto es el acortamiento de la CV, cuyo efecto es la reducción o descenso de la frecuencia fundamental. La contracción del músculo tiroaritenoideo, acompañado de la interrupción total de la contracción del músculo circoteroideo, contribuyen a ello. Por tanto la regulación de la frecuencia depende de la acción de los músculos crico-tiroideo y tiro--aritenoideo.

   -   El timbre es la característica acústica diferencial de una voz que permite juzgar que dos tonos presentados de la misma forma y con la misma frecuencia e intensidad son diferentes. Depende de los formantes del tracto vocal, de la frecuencia y de la intensidad y es el resultado de la resonancia que se produce en el ventrículo laríngeo, bajo la acción de la capa externa de los músculos tiroaritenoideos que mediante su contracción modifican la configuración y el volumen del ventrículo laríngeo. Además es necesario añadir el papel fundamental que juegan el resto de los resonadores del tracto vocal: vestíbulo laríngeo, la hipofaringe, orofaringe, cavidad oral, las cavidades naturales de los huesos de la cara y sobre todo de las fosas nasales y los senos paranasales. En cada resonador unas frecuencias se atenúan y otras se refuerzan o se emiten con amplitudes más altas. Las cavidades de resonancia amplias en sus dos dimensiones, altura y anchura, refuerzan las frecuencias graves. Por el contrario las cavidades estrechas y cortas, facilitan las frecuencias agudas.

   Por tanto el timbre se verá influido por las dimensiones del tracto vocal y sus variaciones, especialmente por la configuración y dimensiones de la laringe. Además se ve determinado por lo ajustes que regulan tanto la frecuencia y la intensidad a nivel glótico como por la presión subglótica.

   En el timbre de voz se pueden valorar una serie de cualidades, especialmente en la voz cantada:

   -    Color. Este puede ser claro u oscuro estando determinado por la técnica empleada. El color se puede analizar mediante los analizadores del espectro sonoro.

   -   Volumen del timbre. Este depende casi exclusivamente de la presión del flujo ascendente, que incide en la subglotis. Es lo que determina que una voz sea calificada de pequeña o grande. Las pequeñas no válidas para grandes interpretaciones o salas de concierto.

   - Espesor. Esta cualidad va a depender de las características de las cavidades de resonancia y fundamentalmente de la cavidadorofaríngea. A mayor abertura de la cavidad orofaríngea, mayor es el espesor de una voz. Según su espesor se dice que una voz es gruesa o delgada.

   -    Mordiente. Es el grado de brillantez de la voz. Una buena tonicidad implica que en la emisión del canto, el cierre de las CV se presenta firme y completo de delante a atrás. La afectividad y otros factores emocionales durante el canto, condicionan el grado de brillantez o mordiente de la interpretación. Según el grado de mordiente se dice que la voz o el canto es liso o más o menos brillante.

   -    Vibrato. El vibrato es cuando el cantante apoya su voz. Existe una modulación de frecuencia más baja, con su intensidad y frecuencia, que se superpone a la del cantante. No debe confundirse el vibrato con el "trémolo", que sería una cierta inestabilidad vocal.

  

                         

     -   Las frecuencias formantes, también denominadas simplemente formantes, vienen establecidas por la morfología del tracto vocal: pueden alterarlas, al cambiar su tamaño y forma, las cavidades musculares laríngeas, faríngeas y oral. La longitud y forma del tracto vocal son peculiares de cada individuo y están determinadas por la edad y el sexo: las mujeres y los niños, con un tracto vocal más corto que los hombres, poseen frecuencias de los formantes más altas. La frecuencia resonante que ha recibido más atención es el formante del cantante: se considera que es la capacidad para lograr dejarse oír con nitidez por encima de la orquesta.

    El sonido procedente de la laringe es un tono complejo que consta de una frecuencia fundamental y tonos suplementarios o armónicos más altos.

                                            

   Diferenciación del sonido laríngeo.

   Para la diferenciación del sonido laríngeo una vez producido intervienen:

   -    Los resonadores. En los cambios que se producen en los resonados el elemento fundamental es el velo del paladar que permite cambiar de sonido oral a sonido nasal.

   -    La lengua y los labios que producen los puntos de la articulación de la palabra.   El sonido o el conjunto de sonidos producidos por la CV al vibrar va a ser reforzado, o esculpido, por las cavidades de resonancia de la cara y completado por la corriente de aire que sale por la cavidad bucal, la cual puede salir incluso sin que se produzca emisión sonora laríngea.

   De esta forma se forman los sonidos más complejos de la palabra.