由人体的构造与音声生理谈歌唱发声的原理基础篇tan.doc

由人體的構造與音聲生理談歌唱發聲的原理 基礎篇 譚慶鼎 目次 前言 腦部神經系統 喉部相關結構與生理 發聲有關的呼吸系統 發聲的生理機轉 結論 一、前言 聲音（sound）泛指人耳可以聽到的音波(頻率從20到20,000 Hz)，風聲、水聲、拍打聲、蟲鳴聲、鳥叫聲等等數不盡的音波，都是聲音的一種；而音聲（voice）則是特指人類發聲系統所產生的聲音，可供彼此之間言語溝通或表達情緒。 人類說話或歌唱需要身體內的四大系統一起協調運作才能達成（圖一），第一個系統是腦部神經系統，第二個是呼吸系統，第三個是喉部（larynx），第四個是上聲道（upper vocal tract）。本文將先介紹發聲中較重要的相關結構與生理，再探討上述四大系統間如何運作以產生言語。 二、腦部神經系統 腦部中樞系統是整個發聲過程的指揮官，統合整個工作的進行，決定要用那種語言、說唱些什麼、用什麼樣的情緒表現。而許多神經與我們發聲有關，例如控制喉部運動、調整舌頭的位置、調整共鳴腔、構音，甚至聽覺相關的神經都與發聲時的回饋控制有關。 三、喉部相關結構與生理 喉部的解剖學 俗稱的喉嚨包括口咽、下咽、與喉部，此處將專門討論喉部。喉部是靠一些肌肉韌帶使其懸吊於頸部的一個可動性的結構（圖二），喉部的支撐架構由多塊軟骨組成，其中最有名的是甲狀軟骨，它因為形狀如盾甲而得名，甲狀軟骨的兩個軟骨板在中線相連，相交上緣凹陷叫甲狀切跡 (thyroid notch)，男生的交角為90度，女生則呈120度相交，由正前方觀之，是喉最突出的部份，又名亞當的蘋果(Adam’s apple)。聲帶就位於此軟骨之內。軟骨之間利用各種膜及韌帶相連接，再加上複雜的肌肉與黏膜，構成了複雜且精細的喉部結構。 喉內可分三部分(圖三):上聲門部、聲門部及下聲門部(supraglottic, glottic and subglottic area)。上聲門部上起會厭軟骨與杓會厭皺壁，下至假聲帶。下聲門部由真聲帶下緣算起，往下到環狀軟骨下緣為止。聲門部介於上述兩者之間，圖四顯示喉鏡檢查下所看到的喉部及其細部名稱，所謂的聲門（glottis），指的就是真聲帶之間的空間，而聲帶的長度男性約為15mm，女性約為10mm。 喉部相關肌肉包括喉外肌（extrinsic muscles of larynx，圖五）及喉內肌（intrinsic muscles of larynx圖六）。喉外肌又分為舌骨上及舌骨下肌群（suprahyoid 、infrahyoid muscles），主要作用是調節喉部的位置。喉內肌肉群包括環甲肌、後環杓肌、外環杓肌、橫杓肌、斜杓肌及甲杓肌。其中環甲肌是唯一由上喉神經支配的肌肉，其餘肌肉皆由返喉神經所支配。該肌肉收縮時會將環狀軟骨的前部與甲狀軟骨板拉近，整個環狀軟骨相對於甲狀軟骨向後滑動，因而使聲帶韌帶的張力增加而繃緊。後環杓肌是唯一會使聲門張開的肌肉。經由這些肌肉的精巧配合，人類乃能發出各種聲音。 與發聲關係最密切的聲帶，其結構更為複雜，如圖七所示，它分為上皮層（epithelium）、黏膜下固有層（lamina propria）、肌肉層。黏膜下固有層又分為表淺、中間、深層（superficial、intermediate、deep）三層，中間及深層合組為聲帶韌帶（vocal ligament）。最內層肌肉層為聲帶肌（vocalis muscle），是甲杓肌的一部分。在解釋聲帶黏膜波動的覆膜—主體（cover—body）學說中，上皮層與黏膜下表淺層稱為覆膜（cover），中間及深層黏膜下層稱為轉變層（transition），肌肉層稱為主體（body），這精妙的構造使得氣流通過聲門時，聲帶的黏膜得以產生如海浪般的波動，稱為喉脈衝波（glottal pulse）。 喉部的主要生理機能 喉部具有四個主要生理機能:（一）呼吸作用(respiration)；（二）咳嗽反射以保護下氣道(effective cough reflex)；（三）吞嚥作用(swallowing)；（四）發聲作用(phonation)。 呼吸作用：喉部乃是咽與氣管之間的通道，且對氣體交換的調節有一定的作用。聲帶在正常的情況下，會平順的開啟及關閉，呼吸時，聲帶向外移動，使得聲門面積增加，以利於呼吸順暢進行，在喉部發炎，充血腫脹時，聲門面積縮小，容易造成吸氣困難的現象。 咳嗽反射作用：咳嗽反射是一個重要的保護機轉，當異物誤入時，由喉內肌的作用，使聲門閉合，防止異物進入氣道，並能引發咳嗽將之排出，故咳嗽反射又稱為「肺的看門狗」。此外，呼吸道黏膜屬纖毛上皮，纖毛運動亦有助於分泌物之排出。 吞嚥作用：喉對吞嚥動作有其重要的地位。當食團通過咽峽之後，喉外肌中的舌骨上肌群 (下頷舌骨肌，二腹肌，甲狀舌骨肌) 將喉拉向前上，緊貼