صوت بشري

يتألف الصوت البشري من الأصوات التي يصدرها الإنسان باستخدام الجهاز الصوتي ، بما في ذلك الكلام والغناء والضحك والبكاء والصراخ والهتاف والهمهمة . ويُعدّ الصوت البشري تحديدًا جزءًا من عملية إنتاج الصوت البشري التي تُشكّل فيها الأحبال الصوتية المصدر الرئيسي للصوت. وتشمل آليات إنتاج الصوت الأخرى ، الصادرة من نفس المنطقة العامة من الجسم ، إنتاج الحروف الساكنة المهموسة والنقرات والصفير والهمس .

بشكل عام، يمكن تقسيم آلية توليد الصوت البشري إلى ثلاثة أجزاء: الرئتان، والأحبال الصوتية داخل الحنجرة (صندوق الصوت)، وأعضاء النطق. يجب أن تُنتج الرئتان ، وهما بمثابة "المضخة"، تدفقًا وضغطًا كافيين للهواء لتمكين الأحبال الصوتية من الاهتزاز. ثم تهتز الأحبال الصوتية (الأحبال الصوتية) مستفيدةً من تدفق الهواء القادم من الرئتين لتوليد نبضات مسموعة تُشكل مصدر الصوت الحنجري. ^{[ 1 ]} تعمل عضلات الحنجرة على ضبط طول الأحبال الصوتية وتوترها لضبط درجة الصوت ونبرته بدقة . أما أعضاء النطق (أجزاء الجهاز الصوتي فوق الحنجرة، والتي تشمل اللسان ، والحنك ، والخدين ، والشفتين ، وغيرها) فتُفصل الصوت المنبعث من الحنجرة وتُصفّيه ، ويمكنها إلى حد ما التفاعل مع تدفق الهواء الحنجري لتقويته أو إضعافه كمصدر للصوت.

تُنتج الأحبال الصوتية، بالاشتراك مع أعضاء النطق ، مجموعةً معقدةً للغاية من الأصوات. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} ويمكن تعديل نبرة الصوت للتعبير عن مشاعر مثل الغضب ، والمفاجأة ، والخوف ، والسعادة ، أو الحزن . يُستخدم الصوت البشري للتعبير عن المشاعر ، ^{[ 5 ] ويمكنه أيضًا الكشف عن} عمر المتحدث وجنسه. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} ويستخدم المغنون الصوت البشري كأداة موسيقية . ^{[ 9} ]

يختلف حجم الأحبال الصوتية لدى الرجال والنساء البالغين عادةً، مما يعكس الاختلافات في حجم الحنجرة بينهما. فصوت الرجل البالغ يكون عادةً أكثر انخفاضًا، وتكون أحباله الصوتية أكبر. ويتراوح طول الأحبال الصوتية لدى الرجل (والتي تُقاس عموديًا في الرسم التوضيحي المقابل) بين 17  و25  ملم. ^{[ 10 ]} أما الأحبال الصوتية لدى المرأة فيتراوح طولها بين 12.5  و17.5 ملم. 

تقع الطيات داخل الحنجرة . وهي متصلة من الخلف (الجانب الأقرب إلى الحبل الشوكي) بالغضاريف الطرجهالية ، ومن الأمام (الجانب أسفل الذقن) بالغضروف الدرقي . ليس لها حافة خارجية لأنها تندمج مع جانب أنبوب التنفس (الرسم التوضيحي قديم ولا يُظهر ذلك بوضوح)، بينما حوافها الداخلية أو "هوامشها" حرة في الاهتزاز (الفتحة). تتكون من ثلاث طبقات: ظهارة ، ورباط صوتي، ثم عضلة ( العضلة الصوتية )، التي يمكنها تقصير الطيات وإبرازها. وهي عبارة عن أشرطة مثلثة مسطحة ولونها أبيض لؤلؤي. فوق جانبي الحبل الصوتي توجد الطية الدهليزية أو الحبل الصوتي الكاذب ، والتي تحتوي على كيس صغير بين طياتها.

يُعزى اختلاف طبقات الصوت بين الرجال والنساء إلى اختلاف حجم الأحبال الصوتية. كما يوجد تنوع جيني بين أفراد الجنس الواحد، حيث تُصنّف أصوات الغناء للرجال والنساء إلى أنواع. فعلى سبيل المثال، يوجد لدى الرجال: صوت الباص ، وصوت الباص-باريتون ، وصوت الباريتون ، وصوت الباريتينور ، وصوت التينور ، وصوت الكونترتينور (وتتراوح طبقاتها الصوتية من E2 _إلى E5 وما _فوق ) . أما لدى النساء، فيوجد: صوت الكونترالتو ، وصوت الألتو ، وصوت الميزو-سوبرانو ، وصوت السوبرانو (وتتراوح طبقاتها الصوتية من F3 _إلى C6 وما _فوق ). وهناك تصنيفات إضافية لأصوات الأوبرا ، انظر: نوع الصوت . ولا يُعد هذا المصدر الوحيد للاختلاف بين صوت الرجل والمرأة. فالرجال، عمومًا، يمتلكون قناة صوتية أكبر، مما يُضفي على الصوت الناتج نبرةً أكثر عمقًا . وهذا في الغالب مستقل عن الأحبال الصوتية نفسها.

تستفيد اللغة المنطوقة من قدرة معظم أفراد المجتمع على تعديل بعض خصائص الصوت الحنجري بشكل ديناميكي ومتسق. ومن أهم هذه الخصائص التواصلية، أو الصوتية، درجة الصوت (التي تحددها ترددات اهتزاز الأحبال الصوتية) ودرجة تباعد الأحبال الصوتية، والتي تُعرف بتقارب الأحبال الصوتية (انضمامها) أو تباعدها (تباعدها). ^{[ 11 ]}

إن القدرة على تغيير حركة تقريب وإبعاد الأحبال الصوتية بسرعة لها مكون وراثي قوي، إذ أن تقريب الأحبال الصوتية له وظيفة حيوية في منع دخول الطعام إلى الرئتين، بالإضافة إلى وظيفة لسان المزمار في تغطية مجرى الهواء. ونتيجة لذلك، تُعد العضلات التي تتحكم في هذه الحركة من بين الأسرع في الجسم. ^{[ 11 ]} يستطيع الأطفال تعلم استخدام هذه الحركة باستمرار أثناء الكلام في سن مبكرة، حيث يتعلمون التمييز بين نطق كلمات مثل "apa" (مع حركة تقريب وإبعاد لحرف الباء) و"aba" (بدون حركة تقريب وإبعاد). ^{[ 11 ]} ويمكنهم تعلم ذلك قبل سن الثانية من خلال الاستماع فقط إلى أصوات البالغين من حولهم، والذين تختلف أصواتهم اختلافًا كبيرًا عن أصواتهم، على الرغم من أن حركات الحنجرة التي تُسبب هذه الفروق الصوتية تقع في عمق الحلق ولا يمكنهم رؤيتها.

إذا كانت حركة التباعد أو التقريب قوية بما يكفي، فإن اهتزازات الأحبال الصوتية ستتوقف (أو لن تبدأ). إذا كانت الحركة تباعدية وجزءًا من صوت كلامي، يُسمى الصوت مهموسًا . مع ذلك، يُفضل أحيانًا تحديد الأصوات الكلامية المهموسة باحتوائها على حركة تباعدية، حتى لو لم تكن الحركة قوية بما يكفي لإيقاف اهتزاز الأحبال الصوتية. تُفهم هذه السمة الشاذة للأصوات الكلامية المهموسة بشكل أفضل إذا أُدرك أن التغير في الخصائص الطيفية للصوت أثناء التباعد هو السمة الصوتية الأساسية التي ينتبه إليها المستمع عند تحديد الصوت الكلامي المهموس، وليس مجرد وجود الصوت أو غيابه (الطاقة الدورية). ^{[ 12 ]}

تُعرف الحركة التقريبية أيضًا بالتغير في طاقة الطيف الصوتي الناتج عنها. وبالتالي، يمكن الإشارة إلى صوت الكلام الذي يتضمن حركة تقريبية باسم "الوقف الحنجري" حتى لو لم تتوقف اهتزازات الأحبال الصوتية تمامًا. ^{[ 12 ]}

تُستخدم جوانب أخرى من الصوت، مثل الاختلافات في انتظام الاهتزاز، أيضًا للتواصل، وهي مهمة لمستخدم الصوت المدرب لإتقانها، ولكنها نادرًا ما تُستخدم في الشفرة الصوتية الرسمية للغة المنطوقة.

يُعتقد أن صوت كل فرد فريد تمامًا ^{[ 13 ]،} ليس فقط بسبب الشكل والحجم الفعليين للأحبال الصوتية، بل أيضًا بسبب حجم وشكل باقي أجزاء الجسم، وخاصة الجهاز الصوتي، والطريقة التي تُشكّل بها الأصوات وتُنطق بشكل معتاد. (هذا الجانب الأخير من الصوت هو ما يمكن للمؤدين المهرة محاكاته). يمتلك البشر أحبالًا صوتية يمكن أن تتمدد أو تتقلص أو يتغير سمكها، ويمكن أن ينتقل عبرها الهواء بضغوط متفاوتة. يمكن تغيير شكل الصدر والرقبة، وموضع اللسان، وشد عضلات أخرى غير مرتبطة بالصوت. أي من هذه العمليات يؤدي إلى تغيير في درجة الصوت أو شدته أو رنينه أو نبرته. كما يتردد الصوت داخل أجزاء مختلفة من الجسم، ويمكن أن يؤثر حجم الفرد وبنيته العظمية إلى حد ما على الصوت الذي يصدره.

يستطيع المغنون أيضًا تعلم كيفية توجيه الصوت بطرق معينة لتحسين رنينه داخل الجهاز الصوتي. يُعرف هذا بالرنين الصوتي . ومن العوامل المؤثرة الأخرى على الصوت وإنتاجه وظيفة الحنجرة، التي يمكن التحكم بها بطرق مختلفة لإنتاج أصوات متنوعة. تُوصف هذه الوظائف الحنجرية المختلفة بأنواع مختلفة من الطبقات الصوتية . ^{[ 14 ]} الطريقة الأساسية التي يستخدمها المغنون لتحقيق ذلك هي استخدام الرنين الصوتي الخاص بهم ، والذي ثبت أنه رنين يُضاف إلى الرنين الطبيعي للجهاز الصوتي فوق نطاق تردد معظم الآلات الموسيقية، مما يُمكّن صوت المغني من الوصول بشكل أفضل إلى المصاحبة الموسيقية. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

قد يكون السلم الموسيقي ذو الاثنتي عشرة نغمة ، الذي يُبنى عليه جزء كبير من الموسيقى (وخاصة الموسيقى الشعبية الغربية)، متجذراً في صوت الإنسان خلال مسيرة التطور ، وذلك وفقاً لدراسة نُشرت عام 2021 في مجلة علم الأعصاب . وقد كشف تحليل عينات صوتية مسجلة عن وجود ذروات في الطاقة الصوتية تعكس المسافات بين النغمات في السلم الموسيقي ذي الاثنتي عشرة نغمة. ^{[ 22 ]}

توجد العديد من الاضطرابات التي تؤثر على الصوت البشري، ومنها عيوب النطق ، والزوائد والآفات التي تصيب الأحبال الصوتية . ويؤدي التحدث بشكل غير صحيح لفترات طويلة إلى إجهاد الأحبال الصوتية ، وهو ضغط يقع على أعضاء النطق . عند حدوث إصابة صوتية، قد يتمكن أخصائي الأنف والأذن والحنجرة من المساعدة، ولكن أفضل علاج هو الوقاية من الإصابات من خلال تحسين جودة الصوت. ^{[ 23 ]} ويُقدم العلاج الصوتي عادةً من قبل أخصائي أمراض النطق واللغة .

تنتج العُقيدات الصوتية بمرور الوقت عن الإجهاد المتكرر للأحبال الصوتية، مما يؤدي إلى ظهور بقع لينة ومتورمة على كل حبل صوتي. ^{[ 24 ]} تتطور هذه البقع إلى نتوءات صلبة تشبه النسيج المتصلب تُسمى العُقيدات. كلما طالت مدة الإجهاد، ازداد حجم العُقيدات وتصلبها. معظم الزوائد اللحمية أكبر من العُقيدات، وقد تُسمى بأسماء أخرى، مثل التنكس الزوائد اللحمية أو وذمة راينكه. تنتج الزوائد اللحمية عن حالة واحدة، وقد تتطلب استئصالًا جراحيًا. قد يؤدي التهيج بعد الاستئصال إلى ظهور عُقيدات إذا استمر التهيج. يُعلّم علاج النطق المريض كيفية التخلص من التهيج نهائيًا من خلال تغيير العادات والعناية بنظافة الصوت. يُعد بحة الصوت أو صعوبة التنفس التي تستمر لأكثر من أسبوعين عرضًا شائعًا لاضطراب صوتي كامن، مثل العُقيدات أو الزوائد اللحمية، ويجب فحصه طبيًا. ^{[ 25 ]}

• هوارد، دي إم، ومورفي، دي تي إم (2009). علم الصوت، الصوتيات، والتسجيل ، سان دييغو: بلورال برس.
• تيتز، آي آر (2008). الأداة البشرية. مجلة ساينتفك أمريكان 298 (1): 94-101. الأداة البشرية
• ثورمان، ليون وويلش، محررون، غراهام (2000)، الجسد والعقل والصوت: أسس تعليم الصوت (طبعة منقحة)، كولجفيل، مينيسوتا: شبكة رعاية الصوت وآخرون، ISBN 0-87414-123-0

• برنامج مجاني لتحليل الصوت وعرض البيانات البيومترية من جامعة كوليدج لندن (تمت أرشفته في 24 سبتمبر 2006)
• كتاب "صوت الرأس ومشاكل أخرى" ، 1917، من تأليف د. أ. كليبنغر، من مشروع غوتنبرغ
• الموقع الرسمي لمؤسسة ذا فويس
• تشريح الغناء ( مؤرشف بتاريخ 16 يوليو 2011 في أرشيف الإنترنت)
• ديفيد هاربر، مدرب صوتي: شغف بالصوت لا يزول أبداً – مقال في مجلة الأوبرا (أرشيف 11 سبتمبر 2009)
• الموقع الرسمي لمهرجان الصوت الأيرلندي
• كيف يعمل الصوت – يعمل الصوت مثل السيارة (فيديو على يوتيوب )
• علم الصوتيات الصوتية: مقدمة من جامعة نيو ساوث ويلز.
• Speak and Choke 1 ، بقلم كارل إس. كروزيلنيكي، ABC Science، أخبار في العلوم، 2002.