О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка):
Однако подобное приспособление не позволяет произносить разнообразные звуки. Во время речи звуки, производимые гортанью, должны модулироваться в ротовой полости, форма которой меняется в зависимости от положения языка, так что требуется значительная свобода движений этого органа.
У животных с прогнатными, т. е. выступающими челюстями язык длинный и узкий, и целиком лежит в ротовой полости; находясь здесь, он не препятствует “вдвиганию” гортани в носоглотку. Но у человека челюсти больше не выступают вперед. Это приводит к тому, что задняя часть языка оттесняется в глотку, а так как гортань прилегает к задней стороне языка, она отодвигается вниз. Положение языка теперь хорошо приспособлено для изме-
Рис. 31-2. Глотание и дыхание. А. У шимпанзе мы находим устройство, характерное для млекопитающих. Гортань, расположенная высоко вместе с надгортанником, может подниматься и плотно входить в носовую полость, образуя непрерывную трубку (показана черным). Пища и питье не могут попасть в дыхательные пути, но могут проходить в пищевод, минуя эту трубку. У младенцев этот механизм позволяет дышать и сосать одновременно, не рискуя задохнуться. Но язык, помещающийся в ротовой полости, не имеет достаточного пространства для движения и артикуляции звуков речИ. В. У взрослого Homo sapiens гортань расположена низко и не стесняет движений языка, но зато она не может входить в носовую полость, и пища с питьем проходят мимо входа в гортань, который закрывается во время глотания кольцевыми мышцами.
А
нения формы полости верхних дыхательных путей и тем самым для модулирования звуков, производимых гортанью. Но поскольку гортань теперь расположена очень низко, она не вдвигается в носоглотку и пища может попадать в нижние дыхательные пути (рис. 31-2, В).
У взрослого человека попаданию пищи в дыхательные пути препятствует активное и скоординированное движение: при глотании вход в гортань блокируется сокращением кольцевой мускулатуры гортани. Это защитное движение достигает цели, если производится в нужный момент, если же нет — человек может задохнуться. В 1985 г. в США были зарегистрированы 1663 случая смерти от удушья при глотании пищи, а в 1888 случаях смерть наступила при попадании других предметов в дыхательные пути. Такова цена, которую мы платим за возросшие способности к произнесению звуков речи.
Переход от “стандартного плана” к тому, что мы наблюдаем у взрослых, совершается рано. Первоначально гортань расположена высоко, как у других млекопитающих, но потом еще до рождения она начинает опускаться; это продолжается и после рождения, так что примерно к трем месяцам ребенок уже способен дышать через рот.
Генерирование звука в гортани
У большинства млекопитающих первичным звукопроизводящим органом служит гортань — хрящевой начальный отдел трахеи (дыхательного горла), через которую воздух входит в легкие и выходит из них (рис. 31-3, Б). В гортани имеются две полоски ткани — голосовые связки, вибрация которых производит звук, когда они сближаются. Пространство между ними называется голосовой щелью.
Голосовые связки приводятся в движение не мышцами. Они напоминают язычки духовых инструментов, например кларнета, которые вибрируют при прохождении около них воздуха. Но частота вибраций может контролироваться мышцами, которые изменяют натяжение связок.
"Музыкальные” звуки и "шум”
Существует два типа звуков. Одни звуки можно разложить на ряд чистых тонов, и поэтому форма волны у них периодически повторяется. Мы называем такие звуки “музыкальными”. У дру-
Музыкальный звук
Уличный шум А
о
)S to
о к ш и
о о
% X > 3
ш
X Е-
и н
s *
В
г
ш
=t
о
X
is 3
О со
ш _
<и 2
1а
О» |„
*
О
С
о
1 2 Частота, кГц
д
Рис. 31-3. А. Периодические звуки, к которым относятся и гласные, можно петь, и их называют музыкальными. Неупорядоченные звуки образуют “шум”; таковы согласные. В. Гортань и голосовые связки человека (вид сверху). В. Звук, производимый гортанью, состоит из основной частоты Fq и ее обертонов понижающейся интенсивности F\, Fz и т. д. Г. В ротовой полости разные частоты поглощаются в разной степени, что зависит от конфигурации полости. Этот “фильтрующий” эффект описывается передаточной функцией. Д. Акустический спектр после фильтрации. Пики соответствуют формантам гласной, в данному случае [i]. Отмечены три максимума передаточной функции.
гих звуков форма волны нерегулярная, и их называют “шумом” (рис. 31-3, Л).
“Музыкальные” звуки, которые можно петь, производятся гортанью и в составе языка называются гласными. Менее регулярные колебания образуют согласные звуки, такие, как [с], [д] и др. Они производятся путем манипулирования воздушным потоком с помощью языка и губ. Если гортань не участвует в их произношении, как в случае с [т], согласный называют “глухим”, если участвует, как в случае с [д] — “звонким”. В отличие от гласных согласные нельзя петь. Здесь мы рассматриваем в основном гласные.
