VOCAL DAMPING: HISTORY, PHYSIOLOGY, AND NEW PERSPECTIVES

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The history of vocal damping
Damping is traditionally described as a particular glottic phonatory behavior, in which the posterior part of the vocal folds is tightly adducted and vibration occurs only in an anterior portion of variable length. Historically, this phenomenon has attracted great interest among researchers in the field of voice physiology.

Figure 1. Examples of vocal damping configurations in male (left) and female (right) glottis

 

The first description of this peculiar glottic configuration dates back to 1886, when the physician and laryngologist Morell Mackenzie defined it as stop-closure. In his book The Hygiene of the Vocal Organs: A Practical Handbook for Singers and Speakers, he wrote:

“There is another kind of closure, however, which is much more significant, and that is stopclosure; by this term I understand a condition of the glottis in which its mem-branous lips are not simply in contact, but pressed together so tightly for a greater or less portion of their length as to prevent each other from vibrating at that part. This is done either by the edge of one lip overlapping that of the other, or by both cords being forced against each other in such a way as to turn their edges upwards. This mechanism is brought into use whenever the head-notes are employed by women or the falsetto by men” [1].

A few years earlier, physiologist and singing teacher Emil Behnke, together with ENT surgeon Lennox Browne, had analyzed vocal registers through in vivo images of the larynx. In his book The Mechanism of the Human Voice (1881), Behnke wrote:

“There are, broadly speaking, three registers in the human voice, and the mechanisms are plainly visible, as follows: (1) During the lowest series of tones the vocal ligaments vibrate in their entire thickness. (2) During the next series of tones the vocal ligaments vibrate only with their thin inner edges. (3) During the highest series of tones a portion of the vocal chink is firmly closed, and only a small part of the vocal ligaments vibrates” [2].

The third vocal register described by Behnke is similar to Mackenzie’s stop-closure, representing a glottic behavior in which a portion of the vocal folds is strongly adducted and vibration occurs only in the remaining anterior part. Like stop-closure, Behnke’s glottic behavior was also observed in high-pitched vocalizations. In 1942, laryngologist Joel Pressman—pioneer of high-speed laryngeal imaging—was the first to photograph this specific glottic behavior and to define it as damping or dampening. Unsurprisingly, it later became universally known as the Pressman damping factor. In his 1955 article Physiology of the Larynx, Pressman wrote:

“The technique of laryngeal damping consists in the appropriate segment of one vocal cord coming into direct and forceful contact with the corresponding segment of the other, and retaining this position during the duration of the production of the tone. These approximated segments of the cords have been damped, one by the other, and are thus prevented from vibrating regardless of the pressure of the expiratory blast. The functionally foreshortened portions of the cord anterior to the damped segments remain free to vibrate and, because they are foreshortened without changes in tension or thickness, vibrate more rapidly with a resultant increase in pitch. […] As higher tones are pro-duced in a gradually ascending scale, the length of segment damped by the other becomes longer and the vibrating portion correspondingly shorter, the damping process ex-tending anteriorly as a continuous approximation of in-creasing length. Finally so great a length of the cords is approximated that the chink of the glottis consists of nothing more than a very tiny orifice located anteriorly. […] In the transition from the mechanism of parallel cords to damping there is sometimes noticeable a change in the quality of the voice and the transition is known as a ‘break’” [3]. 

It is clear that Pressman not only described damping as a phonatory behavior in which the vocal folds vibrate in a “shortened” configuration, but also hypothesized that by varying the length of the vibrating portion, pitch could be modified—exactly as in string instruments. William Vennard later explained this analogy in his book Singing: The Mechanism and the Technic:

“These words [see: damping/dampening] apply to holding a string so that it cannot vibrate, and they implied a comparison with the finger of a violinist moving along the string in order to raise the pitch. It was assumed that somehow the glottis was pressed together at the back end, and that as the pitch rose, the damping was increased until finally only a small part of the ‘strings’ was allowed to vibrate”. [4]

In 1977, phonetician J.C. Catford also described four possible glottic configurations during phonation: complete, anterior, posterior, and ventricular glottis. The anterior configuration was described as follows:

“The arytenoid cartilages are apparently clamped tightly together and only the front, ligamental part of the glottis actively participates in phonation”[5].

Two years earlier, in 1975, Gould had analyzed possible relationships between vocal training, lung volumes, and the Pressman damping factor, suggesting that increased respiratory capacity—typical of trained singers—might be a crucial factor in improving damping during the production of high notes in head voice [6].

Surprisingly, few further studies were conducted on damping in the following years. One of the last detailed historical analyses is found in James Stark’s book Bel Canto: A History of Vocal Pedagogy (1999). In the section Modern views of glottal settings, the author states:

“Garcia ‘pinched glottis’, Mackenzie’s ‘stop-closure’, Pressman’s ‘damping factor’, Catford’s ‘anterior phonation’ and Lever’s ‘tense voice’ are all descriptions of a shortened glottis which results from a strong glottal closure. While shortened glottis seems to be a well accepted theory among some researchers, more laboratory research into glottal closure is needed in order to produce the objective data that would better describe the exact nature of the shortened glottis”[7].

In 2007, Roubeau et al. proposed the modern classification of vibratory mechanisms—M0, M1, M2, and M3. In that paper, the authors did not explicitly refer to glottic behaviors compatible with damping, though they analyzed various vibratory patterns across registers from endoscopic, acoustic, and electroglottographic perspectives [8].

The physiology of damping: what do we know?

Based on the historical-scientific literature, damping can be considered a well-documented phonatory behavior, with distinctive characteristics, traditionally described as an anterior-vibration glottic configuration occurring most typically in the high-pitched range, in both men and women.

But what are the precise physiological features of damping, and how does it relate to the vibratory mechanisms traditionally described?

Historically, damping has been associated with countertenors and sopranists, who can produce extremely high and brilliant pitches precisely thanks to a shortening of the vibrating portion of the glottis.

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Nevertheless, perceptually “damped” voices are increasingly heard today, particularly in the context of contemporary commercial music. Typically, a damping emission is characterized by a high-pitched sound, timbrically “full,” very bright, and penetrating.

Male voices most commonly use damping emissions to reach tonal ranges that are typically female.

Female voices, on the other hand, tend to use damping emissions in the super-high register:

Preliminary studies by Fussi and Fantini, based on flow glottograms and electroglottographic data, suggested that damping might be a variant of M2 and attributable to the falsetto domain in terms of underlying mechanism [9].

However, more recent multidimensional investigations—including videolaryngostroboscopy, electroacoustic analysis, and electroglottography—have shown that while the most common manifestation of damping indeed occurs in M2, glottic behaviors attributable to damping are also clearly identifiable within other vibratory mechanisms, both M3 and M1. It is known, for example, that whistle register (M3) can be obtained with either “full” glottic configurations (involving the entire length of the folds) or with “damping” configurations. At the same time, even high-pitched M1 emissions can sometimes be observed with “damping” glottic behaviors.

These observations open the way to interesting physiological insights and pedagogical implications. Some recently observed features of damping could even justify its classification as an independent mechanism, according to the definitions proposed by Roubeau and colleagues.

From a biomechanical point of view, damping is likely achieved through predominant activation of the intrinsic muscles involved in adduction of the cartilaginous component of the folds (lateral cricoarytenoid and interarytenoid muscles), with a probable reduced requirement of cricothyroid muscle activation, especially in M2d emissions. This would result in a shortened glottis, less tilted, yet highly efficient in vibration.

Recent observations and research perspectives

A recently published study in the Journal of Voice [10] examined the voices of 10 professional singers (musical theater performers), analyzing emission physiology in relation to known mechanisms across different frequency ranges. Although the sample size was small, the observations were thorough and the findings particularly interesting, especially regarding manifestations of damping across vocal registers.

This preliminary study identified damping behaviors (indicated for convenience with a lowercase d) not only in M2 emissions (M2d), but also in M3 (M3d, both male and female voices) and in M1 (M1d, observed only in certain male voices during high-pitched phonations). It also revealed typical register-change patterns in transitions from M1 to M2d, from M2 to M2d, and from M2d to M3 during ascending and descending glissandos (Figure 2).

Figure 2. Example of an ascending glissando analyzed with a multidimensional approach (electroacoustic, electroglottographic, and videolaryngostroboscopic analysis) showing a clear mechanism shift between M2–M2d and M2d–M3.

 

Moreover, typical electroacoustic and electroglottographic register-shift patterns were also detected in the transition between M2 and M2d on a sustained vowel at the same pitch (Figure 3).

Figura3. Example of a passaggio between M2d-M2 on a sustained note.

 

Preliminary data further suggested that, at least for M2d, there exists a specific range of intensity and frequency, supporting the identity and mechanical robustness of this phonatory behavior and opening the door to studies analyzing the detailed phonetographic characteristics of damped emissions.

Finally, in three singers, the study highlighted not only a “static” damping configuration of the glottis, but the actual dynamic functioning of damping as historically described by Pressman. Indeed, in a baritone, a mezzo, and a soprano, it was observed that the ratio between vibrating portion and fold length progressively decreased as pitch increased, and vice versa—exactly as happens with string instruments (Figure 4).

Figure 4. Example of dynamic manifestations of damping: as pitch rises, the vibrating glottic portion gradually decreases..

In light of these findings, extremely interesting physiological perspectives emerge: damping could be considered either a mechanism in its own right (a physiological manifestation that cuts across known vibratory mechanisms) or a sub-mechanism (a variant of some major glottic mechanisms). What is certain is that a deeper understanding of damping could provide valuable pedagogical insights, especially regarding its role in passaggio management, in mix voice, and in its relationship with falsetto, chest voice, and whistle.

 

Conclusions

In conclusion, damping should not be regarded as a mere physiological curiosity. It may represent a strategy to produce high and brilliant notes with less effort and greater efficiency, especially in vocal styles such as opera or musical theater.

Given the evidence so far, the fact that not all singers can activate it with the same ease suggests that individual anatomical factors, in addition to technical-vocal skills, also play a role.

For singing teachers and speech-language pathologists, a deep understanding of damping could provide new insights and physiological perspectives in both pedagogy and vocal rehabilitation. For singers, damping represents an additional expressive and technical resource that can be explored and integrated into their vocal development.

 

References

[1] Meckenzie Morell. The Hygiene of the Vocal Organs: A Practical Handbook for Singers and Speakers. London, UK: Macmillan and Co; 1886. 

[2] Behnke E. The Mechanism of the Human Voice. 12 ed London, UK: J. Curwen & Sons; 1880.

[3] Pressman JJ, Kelenen G. Physiology of the larynx. Physiol Rev. 1955;35:506–554.

[4] William Vennard. Singing: The Mechanism and the Technic. New York, NY: C. Fischer; 1967.

[5] Catford JC. Fundamental Problems in Phonetics. Edinburgh, UK: Edinburgh University Press; 1977:280.

[6] Gould WJ. The effect of voice training on lung volume in singers and the possible relationship to the damping factor of Pressman. J Res Sing. 1977;1:3–15.

[7] Stark James. Bel Canto: A History of Vocal Pedagogy. Toronto, ON: University of Toronto Press; 1999.

[8] Roubeau B, Henrich N, Castellengo M. Laryngeal vibratory me-chanisms: the notion of vocal register revisited. J Voice. 2009;23:425–438. https://doi.org/10.1016/j.jvoice.2007.10.014.

[9] Fussi F, Fantini M. Stop-closure falsetto: M1 o M2?. Atti del 13 Congresso “La Voce Artistica”, 18-21 novembre 2021, Ravenna.

[10] Fantini M. The Physiology of Vocal Damping: Historical Overview and Descriptive Insights in Professional Singers. J Voice. 2024 Sep 2:S0892-1997(24)00265-0. doi: 10.1016/j.jvoice.2024.08.015. Epub ahead of print. PMID: 39227274.

 

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IL VOCAL DAMPING: STORIA, FISIOLOGIA E NUOVE PROSPETTIVE

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La storia del vocal damping
Il damping è tradizionalmente descritto come un particolare comportamento fonatorio glottico in cui la parte posteriore delle corde vocali è fortemente addotta e la vibrazione avviene esclusivamente in corrispondenza di una porzione anteriore di lunghezza variabile (Figura 1). Storicamente ha destato grande interesse negli studiosi della fisiologia della voce.

Figura 1. Esempio di vocal damping in corde vocali maschili (sinistra) e femminili (destra)

 

La prima descrizione di tale peculiare configurazione glottica risale al 1886, quando il medico e laringologo Morell Mackenzie la definì stop closure. Nel suo libro The Hygiene of the Vocal Organs: A Practical Handbook for Singers and Speakers scrisse:

“There is another kind of closure, however, which is much more significant, and that is stopclosure; by this term I understand a condition of the glottis in which its mem-branous lips are not simply in contact, but pressed together so tightly for a greater or less portion of their length as to prevent each other from vibrating at that part. This is done either by the edge of one lip overlapping that of the other, or by both cords being forced against each other in such a way as to turn their edges upwards. This mechanism is brought into use whenever the head-notes are employed by women or the falsetto by men” [1].

[“Esiste un altro tipo di chiusura, tuttavia, molto più significativa, ed è la stopclosure; con questo termine intendo una condizione della glottide in cui le corde vocali non sono semplicemente a contatto, ma sono premute insieme così saldamente per una porzione più o meno estesa della loro lunghezza da impedire reciprocamente la vibrazione in quella parte. Ciò avviene o con il bordo di una corda che si sovrappone quello dell’altra, oppure con entrambe le corde forzatamente addotte l’una contro l’altra in modo tale da far rivolgere verso l’alto i loro bordi. Questo meccanismo entra in gioco ogni volta che vengono emesse note di testa dalle donne o il falsetto dagli uomini”].

Qualche anno prima, il fisiologo e insegnante di canto Emil Behnke e il chirurgo otorinolaringoiatra Lennox Browne analizzarono i registri vocali attraverso immagini in vivo della laringe. Nel suo libro The Mechanism of the Human Voice (1881), Behnke scrisse:

“There are, broadly speaking, three registers in the human voice, and the mechanisms are plainly visible, as follows: (1) During the lowest series of tones the vocal ligaments vibrate in their entire thickness. (2) During the next series of tones the vocal ligaments vibrate only with their thin inner edges. (3) During the highest series of tones a portion of the vocal chink is firmly closed, and only a small part of the vocal ligaments vibrates” [2].

[“In linea generale, esistono tre registri nella voce umana, e i meccanismi soggiacenti sono chiaramente visibili, come segue: (1) Durante la serie più grave di toni, i legamenti vocali vibrano in tutto il loro spessore. (2) Durante la successiva serie di toni, i legamenti vocali vibrano solo con i loro bordi liberi. (3) Durante la serie più acuta di toni, una porzione della rima glottica è saldamente chiusa e solo una piccola parte dei legamenti vocali vibra”].

Il terzo registro vocale descritto da Behnke è simile allo stop closure di Mackenzie, rappresentando di fatto un comportamento glottico in cui una porzione delle corde vocali è fortemente addotta e la vibrazione avviene nella parte anteriore rimanente. Come lo stop closure,  anche il comportamento glottico descritto da Behnke fu osservato nelle vocalizzazioni acute. Nel 1942, il laringologo e pioniere dell’imaging ad alta velocità della laringe Joel Pressman fu il primo a fotografare questo specifico comportamento glottico e a definirlo damping o dampening. Non a caso, in seguito venne indicato e conosciuto universalmente come Pressman damping factor. Nell’articolo scientifico “Physiology of the layrnx” del 1955 Pressman scrisse, al riguardo:

“The technique of laryngeal damping consists in the appropriate segment of one vocal cord coming into direct and forceful contact with the corresponding segment of the other, and retaining this position during the duration of the production of the tone. These approximated segments of the cords have been damped, one by the other, and are thus prevented from vibrating regardless of the pressure of the expiratory blast. The functionally foreshortened portions of the cord anterior to the damped segments remain free to vibrate and, because they are foreshortened without changes in tension or thickness, vibrate more rapidly with a resultant increase in pitch. […] As higher tones are pro-duced in a gradually ascending scale, the length of segment damped by the other becomes longer and the vibrating portion correspondingly shorter, the damping process ex-tending anteriorly as a continuous approximation of in-creasing length. Finally so great a length of the cords is approximated that the chink of the glottis consists of nothing more than a very tiny orifice located anteriorly. […] In the transition from the mechanism of parallel cords to damping there is sometimes noticeable a change in the quality of the voice and the transition is known as a ‘break’” [3]. 

[“La tecnica del laryngeal damping consiste nel portare a diretto e fermo contatto un’appropriata porzione di una corda vocale con la porzione corrispondente dell’altra, mantenendo questa posizione per tutta la durata dell’emissione del suono. Queste porzioni approssimate delle corde si smorzano l’una con l’altra e sono pertanto impedite dal vibrare, indipendentemente dalla pressione sottoglottica. Le porzioni funzionalmente accorciate della corde, situate anteriormente rispetto ai segmenti addotti, restano libere di vibrare e, poiché risultano accorciate senza variazioni di tensione o spessore, vibrano più rapidamente, con un conseguente aumento del pitch. […] Man mano che si producono suoni più acuti lungo una scala ascendente, la lunghezza del segmento addotto aumenta progressivamente, mentre la porzione vibrante si accorcia, rispettivamente. Alla fine, una porzione così ampia delle corde risulta addotta che la rima glottica non è altro che un piccolissimo orifizio situato anteriormente. […] Nel passaggio dal meccanismo delle corde vibranti in parallelo al damping, si può talvolta percepire un cambiamento nella qualità vocale, e tale transizione è nota come ‘break’”].

Si evince che Pressman non si limitò a descrivere il damping come atteggiamento fonatorio nel quale le corde vibrano con la particolare configurazione “accorciata”, ma si spinse ad ipotizzare che, variando la lunghezza della porzione vibrante, si modificasse il pitch, esattamente come accade negli strumenti a corda. Come spiegò successivamente William Vennard nel suo libro Singing: The Mechanism and the Technic:

“These words [see: damping/dampening] apply to holding a string so that it cannot vibrate, and they implied a comparison with the finger of a violinist moving along the string in order to raise the pitch. It was assumed that somehow the glottis was pressed together at the back end, and that as the pitch rose, the damping was increased until finally only a small part of the ‘strings’ was allowed to vibrate”. [4]

[“Questi termini [vedi: damping/dampening] si riferivano al bloccare una porzione di corda affinché non potesse vibrare, e implicavano una similitudine con il dito di un violinista che si muove lungo la corda del violino per variare il pitch. Si presumeva che in qualche modo la glottide fosse pressata nella pozione posteriore, e che man mano che l’altezza aumentava, il damping aumentasse fino al punto che solo ad una piccola porzione delle corde fosse concesso vibrare”].

Nel 1977, anche il fonetista J.C. Catford descrisse quattro possibili configurazioni glottiche durante la fonazione: glottide completa, anteriore, posteriore e ventricolare. La configurazione anteriore fu descritta come segue:

“The arytenoid cartilages are apparently clamped tightly together and only the front, ligamental part of the glottis actively participates in phonation”[5].

[“Le cartilagini aritenoidi sono apparentemente strette saldamente insieme e solo la parte anteriore, membranosa, della glottide partecipa attivamente alla fonazione”].

Nel 1975, Gould analizzò le possibili relazioni tra l’allenamento vocale, i volumi polmonari e il Pressman damping factor, suggerendo che una maggiore capacità respiratoria, tipica dei cantanti allenati, potesse essere un fattore cruciale per migliorare il damping nella produzione delle note acute nella voce di testa [6].

Soprendentemente, negli anni successivi furono condotte poche ulteriori ricerche sul damping. Una delle ultime analisi dettagliata della storia del damping si trova nel libro di James Stark Bel Canto: A History of Vocal Pedagogy (1999). Nella sezione “Modern views of glottal settings”, l’autore afferma:

“Garcia ‘pinched glottis’, Mackenzie’s ‘stop-closure’, Pressman’s ‘damping factor’, Catford’s ‘anterior phonation’ and Lever’s ‘tense voice’ are all descriptions of a shortened glottis which results from a strong glottal closure. While shortened glottis seems to be a well accepted theory among some researchers, more laboratory research into glottal closure is needed in order to produce the objective data that would better describe the exact nature of the shortened glottis”[7].

[“La ‘pinched glottis’ di Garcia, lo ‘stop-closure’ di Mackenzie, il ‘damping factor’ di Pressman, la ‘anterior phonation’ di Catford e la ‘tense voice’ di Lever sono tutte descrizioni di una glottide accorciata che deriva da una forte adduzione cordale posteriore. Sebbene la glottide accorciata sembri essere una teoria ben accettata da alcuni ricercatori, sono necessarie ulteriori ricerche di laboratorio per produrre dati oggettivi che descrivano meglio la natura esatta della glottide accorciata”].

Nel 2007 venne pubblicato da Roubeau e colleghi lo studio che classificò i meccanismi vibratori glottici secondo la nozione moderna in M0 – M1 – M2 ed M3. In tale articolo, gli autori non fecero chiari riferimenti ad atteggiamenti glottici compatibili con il damping, pur prendendo in esame i diversi pattern vibratori nei vari registri da un punto di vista endoscopico, acustico ed elettroglottografico [8].

La fisiologia del damping, cosa sappiamo?

Alla luce di quanto emerge dalla letteratura storico-scientifica, si può affermare  che il damping sia un comportamento fonatorio ben documentato empiricamente, con caratteristiche distintive, tradizionalmente descritto come una configurazione glottica a vibrazione anteriore, che si verifica più tipicamente nel range acuto, sia negli uomini che nelle donne.

Ma di preciso, che caratteristiche fisiologiche ha il damping e che rapporto ha con il meccanismi vibratori tradizionalmente descritti?

Storicamente, il damping è stato associato alle voci dei controtenori e dei sopranisti, i quali riuscirebbero ad ottenere pitch estremamente acuti e brillanti proprio in virtù di un accorciamento della porzione vibrante della glottide.

Tuttavia, sempre più sovente si ascoltano voci percettivamente “dampate” anche nel contesto della musica contemporary commercial. Tipicamente, l’emissione damping è caratterizzata da un suono acuto, timbricamente “pieno”, molto nitido e penetrante.

Le voci maschili più comunemente sfruttano le emissioni in damping per raggiungere range tonali tipicamente femminili:

Le voci femminili  ricorrono invece ad emissioni damping nel registro dei sovracuti:

Alcuni studi preliminari condotti da Fussi e Fantini [9], sulla base di dati derivanti da glottogrammi di flusso ed elettroglottografie, hanno suggerito che il damping potrebbe essere una variante dell’M2, e che sarebbe attribuibile al dominio del falsetto per quanto concerne il meccanismo soggiacente.

In realtà, uno studio più recente, condotto con valutazioni multidimensionali di videolaringostroboscopia, analisi elettroacustica ed elettroglottografia, ha evidenziato che – sebbene il dominio di più comune manifestazione del damping sia effettivamente l’M2, atteggiamenti glottici attribuibili al damping sono ben identificabili anche nel contesto di altri meccanismi glottici, sia l’M3 che l’M1. E’ noto infatti che il registro di fischio (M3) possa essere ottenuto sia con configurazioni glottiche “piene” (intendendo con emissioni coinvolgenti tutta la lunghezza cordale), sia con configurazioni glottiche di “damping”. Allo stesso tempo, anche emissioni M1 acute sembrerebbero poter manifestarsi con atteggiamenti glottici “damping”.  Queste osservazioni aprono la strada ad interessanti riflessioni fisiologiche ed implicazioni didattiche.  Vi sono inoltre alcune caratteristiche del damping, emerse più recentemente, che potrebbero classificarlo come meccanismo a sé stante, stando alle definizioni di meccanismo di Roubeau e colleghi.

Ciò che si può ipotizzare, da un punto di vista biomeccanico, è che il damping si ottenga grazie ad un’attivazione predominante della muscolatura intrinseca coinvolta nell’adduzione della componente cartilaginea cordale (muscoli crico-aritenoidei laterali ed interaritenoidei), con probabile minor richiesta di attivazione del muscolo crico-tiroideo, specialmente nelle emissioni M2 damp. Questo comporterebbe una glottide accorciata, meno inclinata, ma ad alta efficienza vibratoria.

 

Osservazioni recenti e prospettive di ricerca

In uno studio recentemente pubblicato sul Journal of Voice [10], sono state prese in esame le voci di 10 cantanti professionisti (performers di Musical Theater), analizzandone la fisiologia d’emissione in relazione ai noti meccanismi in diversi ambiti frequenziali. Per quanto il campione fosse ridotto, le osservazioni sono state approfondite e i risultati emersi molto interessanti, specialmente in relazione alle manifestazioni del damping nei vari registri vocali. In particolare, tale studio preliminare ha consentito di identificare atteggiamenti “damping” (indicati per comodità con una “d” minuscola) non solo nel contesto di emissioni M2 (M2d), ma anche nel dominio dell’M3 (M3d, sia in voci maschili che femminili) e dell’M1 (M1d,  rilevato solamente in alcune voci maschili, in fonazioni acute). Ha inoltre permesso di identificare tipici pattern di cambio di registro nel passaggio da M1 a M2d, da M2 a M2d e da M2d ad M3 nel contesto di emissioni glissate ascendenti e discendenti (Figura2).

Figura2. Esempio di glissando ascendente analizzato con approccio multidimensionale (analisi elettroacustica, elettroglottografica e videolaringostroboscopica) che evidenzia un chiaro passaggio di meccanismo tra M2-M2d e M2d-M3.

Non solo, i tipici pattern elettroacustici ed elettroglottografici del cambio di registro sono stati rilevati anche nel passaggio tra M2 ed M2d nel contesto di una vocale sostenuta sullo stesso pitch (Figura 3).

Figura3. Esempio di passaggio tra M2d-M2 su nota sostenuta

 

Ancora, i dati preliminari emersi da tali osservazioni hanno permesso di identificare, almeno per l’M2d, un certo range di intensità e di frequenza, il che corroborerebbe l’identità e la solidità meccanica di tale atteggiamento fonatorio e potrebbe aprire le porte a studi che analizzino nel dettaglio le caratteristiche fonetografiche delle emissioni damp.

Infine, tale studio ha evidenziato in 3 cantanti non solo un atteggiamento damping “statico” della glottide, ma il vero e proprio funzionamento dinamico del damping, così come descritto storicamente da Pressman. Infatti, in un baritono, un mezzo ed un soprano, si è osservato che il rapporto tra porzione vibrante e lunghezza cordale si riduceva progressivamente con l’incremento del pitch, e viceversa, esattamente come accade con gli strumenti a corda (Figura 4).

Figura 4. Esempio di manifestazioni dinamiche del damping: con l’elevazione del pitch la porzione glottica vibrante gradualmente si riduce.

Alla luce di quanto emerso in questo recente studio, si aprono prospettive fisiologiche estremamente interessanti per poter parlare del damping come meccanismo a sé stante (quindi come una manifestazione fisiologica trasversale ai meccanismi vibratori glottici attualmente conosciuti), oppure come un sub-meccanismo (quindi come una variante di alcuni dei meccanismi glottici principali). Ciò che è sicuro è che la comprensione approfondita del damping potrebbe offrire interessanti scenari didattici, specialmente riguardo al ruolo che esso potrebbe rivestire nella gestione del passaggio di registro (proprio in virtù della sua manifestazione trasversale tra i registri), nella gestione del mix e dei rapporti reciproci con falsetto, chest voice e whistle.

 

Conclusioni

In conclusione, il damping non è da considerarsi una mera curiosità fisiologica. Essso potrebbe rappresentare una strategia per produrre note acute e brillanti con meno sforzo e più efficienza, specialmente in alcuni stili vocali come il canto lirico o il musical. Alla luce di quanto emerso fino ad ora, il fatto che non tutti i cantanti riescano ad attivarlo con la stessa facilità suggerisce che entrino in gioco anche fattori anatomici individuali, oltre che tecnico-vocali.

Per gli insegnanti di canto e i logopedisti, comprendere a fondo il fenomeno del damping potrebbe offrire nuove informazioni e chiavi di lettura fisiologiche nei percorsi di didattica e di riabilitazione vocale. Per i cantanti, il damping rappresenta uno strumento in più da esplorare e, magari, da integrare nel proprio bagaglio tecnico.

Per approfondire: Fantini M. The Physiology of Vocal Damping: Historical Overview and Descriptive Insights in Professional Singers. J Voice. 2024 Sep 2:S0892-1997(24)00265-0.

 

Bibliografia essenziale

[1] Meckenzie Morell. The Hygiene of the Vocal Organs: A Practical Handbook for Singers and Speakers. London, UK: Macmillan and Co; 1886. 

[2] Behnke E. The Mechanism of the Human Voice. 12 ed London, UK: J. Curwen & Sons; 1880.

[3] Pressman JJ, Kelenen G. Physiology of the larynx. Physiol Rev. 1955;35:506–554.

[4] William Vennard. Singing: The Mechanism and the Technic. New York, NY: C. Fischer; 1967.

[5] Catford JC. Fundamental Problems in Phonetics. Edinburgh, UK: Edinburgh University Press; 1977:280.

[6] Gould WJ. The effect of voice training on lung volume in singers and the possible relationship to the damping factor of Pressman. J Res Sing. 1977;1:3–15.

[7] Stark James. Bel Canto: A History of Vocal Pedagogy. Toronto, ON: University of Toronto Press; 1999.

[8] Roubeau B, Henrich N, Castellengo M. Laryngeal vibratory me-chanisms: the notion of vocal register revisited. J Voice. 2009;23:425–438. https://doi.org/10.1016/j.jvoice.2007.10.014.

[9] Fussi F, Fantini M. Stop-closure falsetto: M1 o M2?. Atti del 13 Congresso “La Voce Artistica”, 18-21 novembre 2021, Ravenna.

[10] Fantini M. The Physiology of Vocal Damping: Historical Overview and Descriptive Insights in Professional Singers. J Voice. 2024 Sep 2:S0892-1997(24)00265-0. doi: 10.1016/j.jvoice.2024.08.015. Epub ahead of print. PMID: 39227274.

 

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VOCOLOGIA: la scienza della voce

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Il termine “vocologia” è stato impiegato pubblicamente per la prima volta nel 1989 da George Gates, otorinolaringoiatra dell’Università di Washington, in occasione della Pacific Voice Conference di San Francisco, facendo riferimento al libro di Ingo Titze intitolato appunto Vocology: the Science and Practice of Voice Habilitation (Vocologia: la Scienza e la Pratica dell’Abilitazione Vocale).  In effetti la paternità del termine è da tributare a Ingo Titze, PhD, scienziato della voce, direttore del National Center for Voice and Speech presso l’università di Utah – Salt Lake City.
La prima rivista scientifica a riportare il termine “vocologia” nel titolo fu Logopedics Phoniatrics Vocology, dal 1997. L’anno seguente Katherine Verdolini Abbott, PhD, cantante e scienziata della voce presso l’Università di Pittsburgh, pubblicò sulla citata rivista l’articolo Guida alla Vocologia, che pose le basi per una concettualizzazione della disciplina.
Come suggerisce Ingo Titze, in senso lato “vocologia” indica la scienza che si occupa dello studio della voce. Va da sé che lo studio della voce – a maggior ragione se con approccio scientifico  – è una disciplina tutt’altro che semplice, soprattutto se pensiamo alla definizione che viene data al fenomeno voce da Oskar Schindler: “la voce si può definire come una sonorità (suono, rumore o entrambi) prodotta direttamente o indirettamente dal corpo umano con valenza informativa o comunicativa”.
In quanto disciplina professionale, la vocologia viene descritta da Titze come la scienza e la pratica dell’abilitazione vocale, che include interventi di tipo valutativo, diagnostico e comportamentale. Si può notare che, in questa definizione, viene posta enfasi sul concetto dell’abilitazione piuttosto che su quello dell’insegnamento, della riabilitazione o della terapia (sia essa medica o chirurgica).  “Abilitare” significa rendere capace di; mettere qualcuno nelle condizioni di; consentire di. L’abilitazione vocale rappresenta quindi un concetto più ampio rispetto al riparare una voce o riportare una voce patologica ad una condizione primitiva; implica il processo di potenziamento e rafforzamento di una voce, volto al raggiungimento di specifici bisogni del professionista vocale (siano essi nell’ambito del canto, della recitazione o della tecnica oratoria).
Come si può intendere da quanto sopra esposto, negli USA la vocologia ha acquisito probabilmente una connotazione diversa rispetto a quella che ha attualmente nel nostro paese. Essa viene infatti riconosciuta come disciplina a sé stante, facente parte dell’insieme più vasto delle “communication sciences”, che includono per altro la foniatria, la logopedia e l’otorinolaringoiatria.
In Italia invece la vocologia rappresenta una super-specializzazione che, come suggeriscono Franco Fussi e Silvia Magnani, circostanzia e fornisce competenze alle figure professionali che si occupano della cura e abilitazione della voce professionale ed artistica, combinando e favorendo il dialogo tra  discipline mediche (foniatria, otorinolaringoiatria, logopedia etc.) con discipline non propriamente mediche, quali la pedagogia vocale nel canto, nella dizione, nella voce attoriale e nell’oratoria in genere. La vocologia non è una laurea né un diploma, vale a dire che il titolo non connota una figura professionale, ma attribuisce una competenza, indipendentemente dalla professione di base (medico, logopedista, maestro di canto etc.). E’ quindi un titolo con valenza integrativa, non qualificante.
In questa prospettiva, il vocologo (o esperto in vocologia) è un professionista che ha acquisito particolare competenza in campo vocale tramite un percorso di studio formalmente riconosciuto e che utilizza tale competenza all’interno del proprio campo professionale.  Al fine di evitare fraintendimenti, il termine andrebbe impiegato solamente da soggetti formati e accreditati presso corsi universitari riconosciuti e andrebbe associato all’esplicitazione formale del titolo della propria figura professionale.
Articolo pubblicato in data 18.01.2016 – http://vocologicamente.blogspot.com
Fonti:
  • Titze I, Abbott KV. Vocology – The Science and Practice of Voice Habilitation. National Center for Voice and Speech editore, 2012.
  • Schindler O. La Voce – fisiologia, patologia, clinica e terapia.  Piccin editore, 2009.
  • Fussi F, Magnani S. Le competenze e i limiti delle figure professionali che si occupano di voce artistica: norme deontologiche. Atti dell’VIII Corso Internazionale di Foniatria e Logopedia La Voce Artistica, 2011.

I REGISTRI VOCALI: dalla concezione storica alla nozione dei meccanismi laringei

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STORIA ED EVOLUZIONE DEL CONCETTO DI REGISTRO VOCALE

Il termine registro in riferimento alla voce è stato impiegato per la prima volta nel XIII secolo [i], adottato dalla terminologia relativa all’organistica [ii].  Fino al XIX secolo risultava assai difficile lo studio della fisiologia vocale, in quanto non esistevano molte delle tecnologie di cui disponiamo oggi. Essenzialmente le conoscenze di fisiologia fonatoria si basavano sullo studio della laringe tramite specchietti laringei (figura 1).

Uno dei primi studiosi ad analizzare con sguardo scientifico i registri vocali fu il celebre Manuel Garcia, il quale definì il registro vocale come segue: “attraverso la parola registro noi intendiamo una serie di toni consecutivi e omogenei che vanno dal più grave al più acuto, prodotti attraverso lo stesso principio meccanico, e la cui natura differisce essenzialmente da un’altra serie di toni ugualmente consecutivi e omogenei prodotti da un altro principio meccanico. Tutti i toni che appartengono allo stesso registro sono di conseguenza della stessa natura, a prescindere dalle variazioni di timbro e forza alle quali uno li sottoponga”[iii].

Figura 1. Manuel Garcia

Garcia aveva descritto tre fondamentali registri: voce di petto, falsetto e voce di testa. Per ognuno di essi aveva identificato – per la voce maschile e per la voce femminile – un range frequenziale ben definito.

Nel 1884 gli autori Emil Behnke (chirurgo) e Leenox Browne (insegnante di canto) definirono similmente i registri come una serie di toni che vengono prodotti con lo stesso meccanismo. Descrissero un registro “spesso” (thick register), diviso a sua volta in lower-thick and upper-thick; un registro “sottile” (thin register) e – solo per le voci femminili – un registro “piccolo” (small register)[iv].

All’inizio del XX secolo buona parte degli insegnanti di canto e degli scienziati della voce concordava sul fatto che esistesse un numero di registri compreso tra 2 e 5. In questo periodo il termine meccanismo venne spesso usato come sinonimo di registro. Per esempio John Wilcox parlò di meccanismo pesante (heavy mechanism) e meccanismo leggero (light mechanism)[v].

Nel 1963 un gruppo di studio svedese pubblicò un lavoro di analisi della terminologia riguardante i registri vocali nei vari paesi europei. Gli autori raggrupparono i vari termini sotto 5 insiemi, che corrispondevano essenzialmente a strohbass, registro di petto, registro misto, voce di testa e fischio. Essi conclusero che l’unico sicuro comune denominatore dei registri era rappresentato dal range frequenziale su una scala musicale[vi].

Negli stessi anni iniziarono ad essere studiate le laringi escisse di cadavere e si riuscirono a riprodurre i registri e i passaggi di registro semplicemente variando la tensione muscolare e la pressione sottoglottica[vii].

Nel 1967 William Vennard descrisse per la prima volta nel libro Singing: The Mechanism and Technic la corrispondenza tra un determinato registro e reperti di imaging endoscopico laringeo. Egli mostrò che nel meccanismo pesante le corde vocali vibravano per tutta la lunghezza e a tutto spessore; nel meccanismo leggero vibravano solamente a livello del bordo libero e a volte non in tutta la lunghezza (figura 2, 3) [viii].

Figura 2. Meccanismo pesante [viii].
Figura 3. Meccanismo leggero [viii].

Nel 1970 il team di ricerca del chirurgo M. Hirano analizzò l’attività elettromiografica di una serie di muscoli (cricotiroideo, vocale e cricoaritenoideo laterale) durante l’emissione cantata, dimostrando una diversa attività muscolare a seconda del registro (figura 4) [ix].

Figura 4. Attività dei muscoli cricotiroideo, cricoaritenoideo laterale e vocale
per diversi registri [ix].

Nel 1974 lo scienziato della voce H. Hollien pubblicò un articolo nel quale si proponeva una nuova definizione di registro vocale, considerato come una serie di frequenze emesse consecutivamente e aventi una qualità vocale praticamente identica [x]. Si affermava altresì che un registro vocale è da considerarsi un evento completamente laringeo. Hollien propose una nuova ed “incontaminata” terminologia per i registri vocali, che egli definì come:

  • Pulse (strohbass, vocal fry)
  • Modal (chest)
  • Loft (head o falsetto)
  • Flute (whistle).

Alla fine degli anni ’70 l’organizzazione medica internazionale Collegium Medicorum Theatri (CoMeT) fondò un Comitato Internazionale sui Registri Vocali con a capo il Dr. Hollien. Il comitato comprendeva più figure professionali tra cui otorinolaringoiatri, scienziati della voce e insegnanti di canto e aveva l’incarico di trovare una definizione univoce dei registri vocali da un punto di vista percettivo, fisiologico ed acustico.  In una conferenza del 1983 tenutasi a Stoccolma [xi]  il comitato arrivò ad una serie di conclusioni, qui presentate sinteticamente:

  • I registri esistono e devono essere riconosciuti come entità.
  • C’è una differenza in termini di registri tra voce parlata e voce cantata.
  • Non si possono eliminare le differenze di registro da una voce umana ma si può imparare ad “addolcire” i passaggi di registro.
  • La maggior parte dei membri del comitato fu d’accordo sul fatto che la sorgente dei registri probabilmente è rappresentata in parte dalla laringe e in parte dal vocal tract. Una minoranza del comitato ipotizzò invece che la sorgente dei registri vocali fosse esclusivamente laringea.
  • Riguardo alla terminologia relativa ai registri, il comitato mise in discussione l’appropriatezza scientifica di termini come “voce di testa” e “voce di petto”. Queste storiche denominazioni prevedevano infatti l’identificazione del registro con le sensazioni vibratorie corporee del cantante. E’ vero che esistono sensazioni vibratorie di consonanza nella pratica del canto, ma esse non possono essere considerate come connotanti un determinato registro vocale. Le caratteristiche che definiscono un registro dovrebbero essere fenomeni di natura fisico-acustica (alla base delle sensazioni vibratorie di cui sopra). Il comitato concordò sul fatto che si doveva trovare una nuova terminologia per i registri, scevra dai retaggi etimologici del passato. Si suggerì di numerare i registri come segue: #1: il più grave dei registri (corrispondente al pulse, vocal fry etc.); #2: registro più usato nel parlato e nel cantato (modale, voce di petto, meccanismo pesante etc.); #3: registro acuto impiegato essenzialmente nel canto (falsetto, voce di testa, meccanismo leggero etc.) #4: registro molto acuto rilevato soprattutto nelle donne e nei bambini (fischio laringeo).

Nonostante gli sforzi della comunità scientifica vocologica per trovare un accordo, quello sui registri è rimasto a lungo un dibattito aperto. Infatti, ancora negli anni ’90, mentre alcuni autori definivano i registri  basandosi sulle caratteristiche della qualità vocale:  “Il termine registro è stato usato per descrivere percettivamente regioni distinte di qualità vocale che può essere mantenuta costante entro determinati range frequenziali e di intensità”[xii]; altri iniziavano a descriverli in base al meccanismo laringeo sottostante: “il registro vocale è un set o range di suoni in serie che risultano percettivamente simili e vengono prodotti da pattern vibratori cordali simili”[xiii].

Nel 2000 D. G. Miller definì due possibili approcci nella definizione dei registri, i quali possono essere considerati sia come entità di esclusiva pertinenza laringea, sia come entità derivanti non solo dalla sorgente, ma anche dall’attività del vocal tract.

Se si ripercorre schematicamente l’evoluzione della concezione di registro da Garcia a Miller, si apprezza che, nonostante gli sforzi, in quasi due secoli non si è raggiunto un reale consenso al riguardo.

Figura 5. l’evoluzione del concetto di registro dal 1840 al 2000.

I MECCANISMI LARINGEI: LA RIVISITAZIONE DEL CONCETTO DI REGISTRO
La ricerca scientifica nell’ambito dei registri vocali ha conosciuto una vera e propria svolta nel 2007 quando un gruppo di studio francese ha analizzato per la prima volta il fenomeno dei registri (e delle transizioni di registro) affiancando alle indagini acustiche ed endoscopiche, l’analisi elettroglottografica dell’attività della sorgente, dimostrando l’esistenza di 4 meccanismi vibratori laringei che sottostanno alle differenze percettive ricondotte storicamente ai registri vocali [xiv].

Figura 6. spettrogramma di un glissando e relativi meccanismi laringei
(da  Roubeau et al.[xiv])

Analizzando il sonogramma di un glissando eseguito da un soprano senza porre attenzione all’estetica del suono, ma semplicemente muovendosi lentamente da un estremo all’altro dell’estensione vocale, si osserva che esistono quattro aree distinte, con caratteristiche spettrografiche diverse ed intervallate da punti di passaggio in corrispondenza dei quali si apprezzano “salti” frequenziali (figura 6). Il grande merito degli scienziati francesi è stato quello di dimostrare che le quattro aree poste in evidenza, oltre ad avere caratteristiche acustiche, endoscopiche e percettive differenti, corrispondono a pattern elettroglottografici caratteristici. Vale a dire che ad essi corrispondono i seguenti quattro meccanismi laringei vibratori:

Meccanismo 0 (M0): consente la produzione dei suoni più gravi nel range frequenziale. Esso si caratterizza endoscopicamente per avere le pliche vocali molto accorciate, spesse e lasse. All’EGG la fase di contatto risulta molto lunga rispetto al ciclo vibratorio cordale. I cicli vibratori cordali possono essere periodici a basse frequenze (intorno ai 70Hz), possono presentare periodicità multipla (coppie o triplette di cicli che si ripetono) oppure possono presentare impulsi glottici totalmente aperiodici (figura 7).

Figura 7. Caratteristiche elettroglottografiche dell’M0
in un baritono e un mezzo soprano (da  Roubeau et al.[xiv])

Meccanismo 1 (M1): è il meccanismo più utilizzato nella voce parlata, ma è molto impiegato anche nel canto, sia dai maschi che dalle femmine. Endoscopicamente si può apprezzare una vibrazione cordale a tutto spessore, alla quale partecipano anche gli strati tissutali profondi. All’EGG il segnale risulta macroscopicamente ampio e tipicamente asimmetrico. Il ciclo vibratorio glottico presenta una fase di chiusura brusca e ha un quoziente di apertura (definito come il rapporto tra la durata di apertura delle corde vocali rispetto alla durata dell’intero ciclo glottico) compreso tra 0.3 e 0.8. Nel meccanismo 1 il quoziente di apertura è influenzato dall’intensità del suono.

Meccanismo 2 (M2): in questo caso la corda non vibra a tutto spessore, ma solo nella componente più superficiale. Il segnale elettroglottografico risulta macroscopicamente meno ampio e più simmetrico rispetto a quello del meccanismo 1. Il quoziente di apertura è sempre maggiore di 0.5 ed è influenzato dalla frequenza fondamentale del suono. In generale, per suoni con la stessa frequenza, un M1 presenta quozienti di apertura minori rispetto ad un meccanismo 2. In altre parole, l’M1 prevede una fase di contatto cordale mediamente più lunga rispetto ad un M2 a parità di frequenza. Anche dal punto di vista spettrografico l’M2 differisce dall’M1 in quanto si caratterizza per una minore ricchezza armonica (figura 8-9).

Figura 8. Caratteristiche elettroglottografiche di M1 ed M2
(da  Roubeau et al.[xiv]).
Figura 9. Spettrogramma, intensità e quoziente di apertura di M1 ed M2
(da  Roubeau et al.[xiv])

Meccanismo 3 (M3): è un meccanismo che consente di raggiungere frequenze anche molto elevate (1000-1400 Hz). Endoscopicamente le corde vocali sono estremamente tese e sottili. Spesso il contatto cordale manca e il suono viene emesso tramite un meccanismo “ad ancia”. Quando il contatto cordale – seppur minimo – è rilevabile, l’EGG mostra un segnale macroscopicamente molto simmetrico e di piccola ampiezza (analogo a quello dell’M2, vedi figura 10).

Figura 10. Caratteristiche elettroglottografiche di M3
(da  Roubeau et al.[xiv])

Il passaggio di registro è il punto critico in cui le corde acquisiscono improvvisamente un altro tipo di meccanismo vibratorio. Esso si accompagna  – nella voce “non esperta” –  ad un salto frequenziale che lo enfatizza. Questo fenomeno spesso non si verifica nei cantanti allenati, i quali sono in grado di mascherare abilmente il passaggio di registro. Parliamo di “mascheramento” del passaggio di registro perché di fatto esso esiste e non si può evitare: anche quando il performer addolcisce il passaggio di registro, le rilevazioni elettroglottografiche testimoniano che il passaggio avviene comunque  (e avviene bruscamente).

Una conseguenza molto importante delle esposte evidenze scientifiche è rappresentata dalla ricaduta pratica che esse hanno in ambito terminologico.  Oggi è possibile raggruppare la terminologia estremamente varia (e a volte confusa) relativa ai registri vocali al di sotto dei quattro meccanismi laringei descritti:

MECCANISMI

M0

 M1 M2 M3
Nomenclatura
storica
dei registri		 Vocal fry

Pulse

Strohbass

 Voce di petto

Chest voice

Meccanismo pesante

Modale

 Voce di testa

Head Voice

Meccanismo leggero

Falsetto

Fischio laringeo

Whistle

Flageolet

Sebbene alla luce delle nuove acquisizioni scientifiche i registri vocali propriamente detti possano essere considerati semplicemente in relazione all’attività della sorgente laringea, di fatto nel canto non si può non considerare la grande importanza che riveste il vocal tract nel determinare variazioni timbrico-risonanziali. Nuove prospettive nella comprensione del rapporto tra meccanismi vocali e variazioni risonanziali consisterà nello studio, tramite tecniche di imaging non invasive come la risonanza magnetica funzionale, del ruolo rivestito dal vocal tract nella voce cantata in relazione ai registri e alla miscela di essi, come avviene per esempio nel caso della cosiddetta voce mista, molto sfruttata in ambito artistico.

 

 

 

Articolo pubblicato in data 21.02.2016  – http://vocologicamente.blogspot.com

 

Bibliografia

[i] Duey, P. (1951).  Bel Canto in Its Golden Age.  New York: King’s Crown Press.

[ii] Merkel, C. (1863).  Anatomie und Physiologie des menschlichen Stimm- und Sprachorgans.  Leipzig: Abel.

[iii] Garcia M. (1840). Memoire sur la Voix Humaine. Parigi, Duverger.

[iv] Browne, L., & Behnke, E. (1884).  Voice, Song, Speech.  New York: Putnam.

[v] Wilcox, J. (1935).  The Living Voice.  New York: Carl Fischer.

[vi] Mörner, M., Fransesson, N., & Fant, G. (1964).  Voice register terminology and standard pitch.  Speech Transmission Laboratory Quarterly Status Progress Report, 4, 12-15.

[vii] Svec JG, Schutte HK, Miller DG. On pitch jumps between chest and falsetto registers in voice: data from living and excised human larynges. J Acoust Soc Am. 1999 Sep;106(3 Pt 1):1523-31.

[viii] Vennard, W. (1967).  Singing: The Mechanism and Technic.  New York: Carl Fischer.

[ix] Hirano, M., Vennard, W., & Ohala, J. (1970).  Regulation of register, pitch, and intensity of voice: An electromyographic investigation of intrinsic laryngeal muscles.  Folia Phoniatrica, 22, 1-20.

[x] Hollien, H. (1974).  On vocal registers.  Journal of Phonetics, 2,125-143.

[xi] Hollien, H. (1985). Report on vocal registers.  Proceedings of the Stockholm Music Acoustics Conference, 1, 27-35.

[xii] Titze, IR. Principles of Voice Production, 1994.

[xiii] Sakakibara K-I. Production mechanism of vocie quality in singing. Journal of the Phonetic Society of Japan, 2003.

[xiv] Roubeau B, Henrich N, Castellengo M. Laryngeal vibratory mechanisms: the notion of vocal register revisited. J Voice. 2009 Jul;23(4):425-38.

LA VOCE MISTA: un meccanismo “fantasma”?

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A cosa ci riferiamo quando parliamo di voce mista?

La voce mista o mix voice è una modalità di emissione vocale che di fatto “mixa” le caratteristiche timbriche dei meccanismi M1 (voce piena/chest voice/heavy mechanism) ed M2 (falsetto/head voice/light mechanism) ed è molto usata in ambito artistico, per esempio ai fini di rendere omogenea la timbrica dei registri vocali attorno all’area del passaggio di registro.

Storicamente, uno dei primi tentativi di definizione fisiologica di voce mista di cui abbiamo testimonianza risale alla conferenza del Collegium Medicorum Theatri (CoMeT) del 1983 [1]. In tale occasione furono codificati quattro registri (#1; #2; #3; #4, gli “antenati” degli attuali M0, M1, M2 ed M3), ma venne anche posta attenzione ad un ulteriore registro, definito #2A, citato da molti insegnanti di canto e definito voce mista. Esso venne posto tra #2 e #3 e, sebbene fosse difficile da descrivere e dimostrare empiricamente, venne considerato non trascurabile data la sua notevole diffusione negli ambienti della voce artistica e della didattica canora.

Con la rivisitazione del concetto di registro e la definizione dei meccanismi vocali (M0, M1, M2 ed M3) [2], si è riaperto il dibattito circa la natura della voce mista alla luce delle nuove acquisizioni scientifiche. In particolare ci si è chiesti se la voce mista potesse essere considerata un meccanismo laringeo a sé stante o se implicasse semplicemente – a parità di meccanismo – l’aggiustamento dell’attività delle cavità di risonanza e della sorgente al fine di ottenere variazioni timbriche desiderate.

Grazie all’elettroglottografia oggi è possibile indagare le modalità di emissione vocale di un cantante lungo tutta l’estensione, considerando separatamente i range (frequenziali e di intensità) dei suoni emessi in M1 (voce piena) e in M2 (falsetto). Se si esegue il fonetogramma di una voce cantata considerando la completa estensione dell’M1 e dell’M2, si ottengono due aree che presentano una parziale sovrapposizione. Ciò significa che ogni voce ha la possibilità di emettere un certo numero di note (a varie intensità) in modalità M1 o M2, indifferentemente (figura 1).

Figura 1.  Rappresentazioni fonetografiche medie
per uomini e donne in M1 ed M2.
Vengono evidenziate le aree di sovrapposizione (da Roubeau et al. [2]).

Dalle analisi di fonetogrammi condotti su cantanti maschi e femmine si osserva che l’area M1 è mediamente maggiore per gli uomini, mentre l’area M2 è mediamente maggiore per le donne. Tuttavia l’area di sovrapposizione di M1 ed M2 è simile per ampiezza e range frequenziale per entrambi i generi (figura 2) [3].

Figura 2. Range dinamico medio di M1 ed M2 in uomini e donne.
Si osserva che nelle donne tende a prevalere il range dinamico dell’M2,
nell’uomo è più ampio il range dinamico di M1.
Tuttavia l’area di sovrapposizione M1-M2 è simile nei due generi
(da Castellengo et al [3])
Figura 3. Area media di sovrapposizione fonetografica tra M1 ed M2
negli uomini e nelle donne [4].

In figura 3 si può osservare l’area fonetografica comune ai meccanismi 1 e 2 nei due generi. Essa rappresenta l’area dalla quale può prendere origine la voce mista. In base a quanto affermato, i suoni “misti” potrebbero quindi essere prodotti sia in M1 (mix1) che in M2 (mix 2), risultando a volte molto difficili da discriminare. Il cantante esperto infatti è in grado di emettere suoni mix1 che mimano suoni M2 e suoni mix2 che mimano suoni M1. Tuttavia con l’ausilio dell’elettroglottografia è possibile  definire con certezza di quale meccanismo sia figlio il suono misto in questione. Si può dunque affermare con ragionevole sicurezza che esistono due misti: un mix 1, che viene prodotto nell’area fonetrografica di sovrapposizione M1-M2 a partire da un M1, e un mix 2, che viene prodotto nell’area di sovrapposizione fonetografica M1-M2 a partire da un M2 (figura 4).

Figura 4. Area di sovrapposizione M1-M2 in un controtenore
e aree fonetografiche relative a mix1 e mix2 (da Lamesch et al [5]).

Ma che differenza c’è tra suoni mix1 e suoni mix2? Se si chiede ad un cantante esperto di emettere suoni alla stessa frequenza in mix1 e in mix2, si osserva che il suono mix2 tende ad avere un’intensità minore.  Ci sono anche, per quanto abile possa il cantante, talune differenze timbriche tra suoni mix1 e suoni mix2, con una maggiore ricchezza armonica, soprattutto nella finestra 4-8KHz, dei suoni mix1.

Come dimostrato da Lamesch et al. [5] se si chiede ad un cantante (nel caso dello studio in questione un esperto controtenore) di produrre suoni misti a partire da un M1 (mix1), si osserva che il cantante riduce l’intensità di circa 4 dB ed è in grado di “detimbrare” il suono nella finestra frequenziale 6-8kHz (figura 5). Al contrario, se si chiede di produrre un suono misto a partire da un M2 (mix2), si osserva che il cantante incrementa l’intensità di circa 3,5 dB e rinforza gli armonici tra i 6-8kHz nello spettro di potenza (figura 6). La grande abilità del performer consente di portare i suoni misti a raggiungere un quasi totale “mimetismo acustico” con i suoni del meccanismo al quale si vuole avvicinare.

Figura 5. Profilo spettrale di voce mix1
e confronto con M1 (blu) ed M2 (rosa)
(da Lamesch et al. [5])
Figura 6. Profilo spettrale di voce mix2
e confronto con M1 (blu) ed M2 (rosa)
(da Lamesch et al. [5])

Dalle evidenze attualmente disponibili sull’argomento, si può concludere che la voce mista non sembrerebbe rappresentare un meccanismo laringeo a sé stante, bensì una modalità di emissione vocale che, a partire da un meccanismo laringeo definito (M1 o M2) e – verosimilmente – attraverso fini modificazioni d’assetto della sorgente e del vocal tract, consente di ottenere suoni percettivamente intermedi tra i due meccanismi o simili all’altro meccanismo (mix1 che mima un M2, mix2 che mima un M1). Si può quindi affermare che esistono due registri misti: mix1 e mix2, a seconda del meccanismo laringeo da cui essi originano. Prospettive future potrebbero consistere nello studio delle – sino ad ora ipotetiche – modificazioni della sorgente e del vocal tract messe in atto dai cantanti per ottenere suoni misti di varia natura attraverso tecniche di indagine come l’endoscopia high-speed e la risonanza magnetica funzionale.

 

Di seguito due esempi artistici di voce mista. Nel primo video, il legit di Micheal Crawford ci permette di apprezzare un’abile gestione del mix, in particolare del mix1. Nel secondo video, l’interpretazione di Perdere l’amore di Lara Fabian ci permette di apprezzare la maestria con cui viene gestita l’alternanza mix2/M1 in alcuni passaggi del ritornello.

 

Michael Crawford – Music of the Night – The Phantom of the Opera

 

Lara Fabian – Perdere l’amore (Massimo Ranieri)

 

Articolo  pubblicato in data  31.01.2016  – http://vocologicamente.blogspot.com/p/la-voce-mista-un-meccanismo-fantasma.html

 

BIBLIOGRAFIA

[1] Hollien, H. (1985). Report on vocal registers.  Proceedings of the Stockholm Music Acoustics Conference, 1, 27-35.

[2] Roubeau B, Henrich N, Castellengo M. Laryngeal vibratory mechanisms: the notion of vocal register revisited. J Voice. 2009 Jul;23(4):425-38.

[3]  Castellengo M, Chuberre B, Henrich N. Is Voix Mixte, the Vocal Technique Used to Smoothe the Transition across the two Main Laryngeal Mechanisms, an Independent Mechanism? Proceedings of the International Symposium on Musical Acoustics, March 31st to April 3rd 2004 (ISMA2004), NARA, Japan

[4] Castellengo M. Registri vocali e meccanismi laringei: la “voce mista”. Atti del X Corso Internazionale di Foniatria e Logopedia La Voce Artistica. 29 oct-1nov 2015, Ravenna, Italy.

[5] Lamesch S, Expert R, Castellengo M, Henrich N, Chuberre B. Investigating voix mixte: A scientific challenge towards a renewed vocal pedagogy. 3rd Conference on Interdiciplinary Musicology, CIM07, Aug 2007, Tallinn, Estonia.

ESERCIZI A VOCAL TRACT SEMI-OCCLUSO: principi e applicazioni

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Gli esercizi a vocal tract semi-occluso o SOVTE (Semi Occluded Vocal Tract Exercises) sono esercizi di riscaldamento vocale che si basano sulla parziale occlusione del vocal tract durante la fonazione. Sono impiegati da molto tempo in tutto il mondo come approcci volti a ridurre la tensione eccessiva del tratto vocale e a migliorare la qualità risonanziale della voce. Inizialmente sono stati sfruttati da cantanti e professionisti della voce come esercizi di riscaldamento; più recentemente hanno iniziato ad essere inseriti in approcci riabilitativi logopedici. Essi hanno come principio comune una riduzione dell’area coronale del vocal tract nella sua parte distale (in corrispondenza o vicino alle labbra) che determina un incremento di impedenza acustica del vocal tract. In fisica, l’impedenza acustica è la grandezza che descrive come un fluido si oppone al passaggio delle onde sonore. L’impedenza non è sinonimo di resistenza, infatti è descritta dalla formula:

Z = R + iX

in cui R rappresenta la resistenza e X la reattanza. A differenza della resistenza, la reattanza è una grandezza che descrive la capacità di un sistema di immagazzinare energia sotto forma di energia inerziale che può essere reimmessa nel sistema stesso (per cui si parla di reattanza inertiva). L’impedenza acustica descrive quindi la resistenza e la reattanza del mezzo attraversato dalle onde sonore. In questo senso si può affermare che il complesso sorgente vocale + vocal tract rappresenti un sistema non lineare, in cui esistono forti interazioni di feedback tra la sorgente e il filtro, in grado di influenzarsi reciprocamente.

L’aumento di impedenza nel vocal tract si accompagna ad un incremento della pressione sopraglottica e ad una riduzione della pressione transglottica (rappresentata dalla differenza tra la pressione sotto e sopraglottica).  La bassa pressione transglottica garantisce una produzione vocale economica dal punto di vista del carico di lavoro sulle corde vocali e al tempo stesso favorisce la comparsa di forti feedback vibratori lungo il vocal tract. L’impedenza acustica è quindi un elemento molto importante ai fini della produzione vocale: se l’impedenza aumenta eccessivamente la pressione sopraglottica eguaglia la pressione sottoglottica e la vibrazione cordale cessa; tuttavia un incremento di impedenza acustica nel vocal tract tale da garantire una pressione transglottica sufficientemente bassa risulta benefico in termini di economia ed efficienza vocale. In base a quanto esposto, si può ipotizzare che l’applicazione dei SOVTE aiuti a raggiungere una produzione vocale economica ed efficiente (massimo risultato con minimo sforzo)[1].

MODIFICAZIONI FISICO-ACUSTICHE PROMOSSE DAI SOVTE

I SOVTE esplicano le loro funzioni agendo a vari livelli e determinando cambiamenti di natura aerodinamica, vibratoria ed acustica nell’organo vocale[2] [3][4][5][6][7].
Titze ha teorizzato le ragioni per cui un aumento di impedenza (in particolare di reattanza) del vocal tract possa risultare benefico ai fini della produzione vocale [8], influenzando la funzione della sorgente sonora  a due livelli:
1. Interazioni di natura acustico-aerodinamica: l’impedenza nel vocal tract influenza le caratteristiche (ampiezza e contenuto armonico) del flusso glottico e dell’onda sonora. La fonazione che avviene con F0 vicina F1 garantisce una riduzione del flusso glottico ma allo stesso tempo una produzione vocale ricca in armonici. L’incremento di impedenza nel vocal tract ottenibile con i SOVTE favorirebbe un decremento della frequenza della prima formante e faciliterebbe la produzione di una frequenza fondamentale (F0) vicina ad F1, permettendo all’esecutore di sperimentare  una produzione vocale più economica in termini di lavoro ma allo stesso tempo efficiente dal punto di vista della ricchezza armonica [2] [6]. La relazione favorevole di vicinanza tra F0 ed F1 è stata descritta in molti studi [9] [10] [11] [12] [13], tra cui studi di analisi di SOVTE [14] [15] [16] [17].
2. Interazioni di natura meccano-acustica: la pressione nel vocal tract influenza le caratteristiche vibratorie cordali. È stato dimostrato che la pressione di soglia fonatoria o phonatory threshold pressure (PTP) – che rappresenta la minore pressione sottoglottica richiesta per innescare la vibrazione cordale – può essere ridotta incrementando l’impedenza del vocal tract [18] [19] . La PTP tende ad aumentare dopo un eccessivo uso vocale [20] e a volte dopo esercizi vocali sostenuti ad alte frequenze [21]. La riduzione del PTP al contrario facilita l’onset vocale e riduce il carico di lavoro sulle corde vocali [22]. Una bassa PTP garantisce inoltre un più ampio range di valori di pressione sottoglottica sfruttabili ai fini della fonazione.  I SOVTE promuovono quindi variazioni dei pattern vibratori cordali favorendo una minore richiesta di lavoro muscolare a parità di output vocale, garantendo così un incremento dell’economia vocale[23].

TIPI DI ESERCIZI A VOCAL TRACT SEMI-OCCLUSO

Esistono molti tipi di esercizi caratterizzati dalla parziale occlusione del vocal tract. Alcuni di essi possono essere eseguiti autonomamente, altri richiedono l’ausilio di particolari dispositivi meccanici.
I primi annoverano alcuni tra gli esercizi vocali di più ampia diffusione, come i trilli linguali, i trilli labiali, le fricative bilabiali [β:], gli hummings e i suoni nasalizzati, ma anche i finger kazoo (fonazione a labbra protruse e poggiate contro il dito indice che funge da elemento resistivo), i finger-trills (esercizi in cui il trillo è ottenuto con un dito che si muove ritmicamente tra le labbra) e la mano contro la bocca (che crea una sorta di camera di resistenza).
Tra i secondi, alcuni dei più noti sono rappresentati dagli esercizi vocali con i tubi di risonanza (resonance tubes) e la variante LaxVox, gli esercizi con le cannucce (flow resistance straws) o con le mascherine da ventilazione.
I tubi di risonanza rappresentano una tecnica Finlandese nata negli anni ’60, proposta da Antti Sovijarvi dell’Università di Helsinki. Tale tecnica prevede l’impiego di tubi di vetro di lunghezza e diametro variabile, la cui estremità prossimale viene tenuta tra le labbra, mentre l’estremità distale può essere tenuta libera in aria o sotto la superficie dell’acqua contenuta in un bicchiere o in una bottiglia [24]. Similmente, la variante LaxVox prevede l’impiego di tubi di silicone la cui estremità distale è tenuta sotto il livello dell’acqua [25] (Link 2). La tecnica della fonazione con le cannucce è stata proposta da Ingo Titze dell’Università dell’Utah (Salt Lake City) [22] [32] e prevede l’esecuzione di esercizi vocali con comuni cannucce (di diametro e lunghezze variabili) tenute tra le labbra (Link 1).
Link 1: Ingo Titze dimostra la modalità di impiego delle cannucce nel riscaldamento vocale
Link 2: tecnica Lax Vox
L’impiego della mascherina è stato proposto da Alfonso Borragan Torre (Centro di Foniatria e Logopedia, Santander), e prevede la fonazione all’interno di una maschera facciale da ventilazione posta sul volto, il cui raccordo viene occluso con il palmo della mano (Figura 1).
Tutti gli esercizi descritti hanno come comune denominatore l’aumento della resistenza al flusso espiratorio durante la fonazione e quindi un incremento pressorio retrogrado nel vocal tract, con le conseguenze fisico-acustiche sopra illustrate.
Figura1. Maschera da ventilazione

EFFETTI DEI SOVTE e AMBITI DI IMPIEGO[26]

I SOVTE hanno una lunga storia di impiego nello studio del canto e nei professionisti della voce, sia come esercizi di riscaldamento/defaticamento sia come mezzi per incrementare le potenzialità vocali. Alcuni studi hanno dimostrato miglioramenti nella qualità vocale percepita e in alcuni parametri acustici vocali immediatamente dopo l’esecuzione di SOVTE [27] [28] [29] [30] [31].
Più recentemente i SOVTE hanno trovato una certa diffusione anche in ambito riabilitativo tra i logopedisti specializzati nella patologia vocale. Titze sostiene che gli esercizi a vocal tract semi-ostruito siano in grado di ridurre l’impatto di collisione tra le corde vocali durante la fonazione, risultando ad alta economia vocale [32]. In effetti i SOVTE sembrerebbero rappresentare un valido strumento riabilitativo in grado di migliorare la qualità vocale, limitare i traumatismi cordali e ridurre l’ipercinesia laringea in soggetti disfonici  [17] [33].
Uno studio recente di Guzman et al. ha indagato gli effetti a breve termine sulla fonazione dopo esercizi con tubi di risonanza e cannucce [34], dimostrando come tali esercizi possano avere effetti positivi sia in ambito di didattica vocale sia in ambito riabilitativo. Per quanto riguarda la qualità vocale, vari studi hanno riscontrato effetti positivi quali un decremento del valore assoluto del Singing Power Ratio (SPR, differenza in dB tra i picchi armonici più intensi nelle finestre 0-2000Hz e  2000-400Hz del power spectrum) e un incremento dell’energia spettrale nella zona cluster della formante di canto. Questo dato ha trovato riscontro nell’incremento del rapporto tra l’area trasversale ipofaringea e quella epilaringea osservato in TC. Anche le analisi percettive hanno confermato complessivamente una migliore qualità vocale dopo gli esercizi proposti. Dal punto di vista terapeutico, i reperti di imaging di una migliore chiusura velare, un allargamento faringeo e un abbassamento laringeo suggerirebbero possibili impieghi di tali esercizi nella correzione dell’ipernasalità e delle ipercinesie laringee.


SOVTE A CONFRONTO e CLASSIFICAZIONE

Un recente studio di Andrade et al. ha messo a confronto e classificato alcuni dei SOVTE più diffusi [35]. Gli esercizi presi in considerazione sono stati gli hummings, il trillo linguale, il trillo labiale, la mano sulla bocca, il LaxVox, le cannucce e il trillo linguale combinato con la mano sulla bocca.  Gli esercizi sono stati classificati in due gruppi sulla base di indagini elettroglottografiche ed acustiche (Fig 4):
  • GRUPPO 1 – statici (hummings, mano sulla bocca e cannucce): tali esercizi sfruttano una singola sorgente vibratoria nel vocal tract (le corde vocali) e sono caratterizzati da un valore stabile di quoziente di chiusura glottica (CQ) e F0. In questo gruppo di esercizi si determina un minore valore F1-F0, quindi teoricamente una maggiore impedenza (reattanza), che si accompagna ad una maggiore economia fonatoria.
  • GRUPPO 2 – fluttuanti (trilli labiali, trilli linguali e LaxVox): tali esercizi usano una sorgente vibratoria secondaria nel vocal tract, con fluttuazione di CQ ed F0. Questo garantisce una sorta di “effetto massaggio” sulle cavità del vocal tract, attraverso un feedback vibratorio positivo. In questi esercizi il valore F1-F0 è più alto rispetto a quello degli esercizi di gruppo 1, determinando minori variazioni di impedenza nel vocal tract e una minore economia vocale.
Figura 2: classificazione dei SOVTE su base fisiologica e acustica [35]
Da queste premesse risulta che i due gruppi di esercizi abbiano presupposti e  conseguenze sulla fonazione leggermente diversi. Il massimo guadagno vocale sembrerebbe derivare dalla combinazione di un esercizio di gruppo 1 (statico) con un esercizio di gruppo 2 (fluttuante). Come esemplificato nello studio in questione, l’abbinamento del trillo linguale (esercizio fluttuante) con la mano sulla bocca (esercizio statico) garantisce il mantenimento del feedback vibratorio sul vocal tract, ma allo stesso tempo favorisce una riduzione del valore F1-F0 (Fig 5).



Figura 3. Relazione tra CQ ed F1-F0 tra SOVTE di gruppo 1, gruppo 1 + 2 e gruppo 2 [35]



CONCLUSIONI

I SOVTE risultano validi esercizi per il riscaldamento, il defaticamento e la riabilitazione vocale. Le evidenze disponibili in letteratura sembrano confermare la loro efficacia sia in ambito canoro che logopedico. Sicuramente i vantaggi più grandi forniti dai SOVTE sono rappresentati dal fatto che:

  • sono esercizi a basso costo vocale, mettono “al sicuro” la voce durante il warming up.
  • sono esercizi ad alta efficienza (garantiscono una produzione vocale più economica, ma al contempo favoriscono più brillantezza e proiezione vocale dopo il warming up).
  • sono esercizi che innescano forti feedback somatosensitivi (stimoli pressori e vibrotattili) che incrementano la sensazione di comfort fonatorio e consentono al performer/paziente di lavorare sulla propriocezione vocale.

Certo è che i SOVTE non devono essere considerati come “miracolosi”, bensì vanno eseguiti con cognizione e sotto la supervisione di un esperto in materia (insegnante o logopedista).
I più grandi limiti degli studi fino ad ora condotti su questo argomento sono rappresentati dalla mancanza di risultati a lungo termine e dallo scarso numero di soggetti mediamente arruolati negli studi. Disponendo di una grande varietà di esercizi a vocal tract semi-occluso e di premesse scientifiche incoraggianti, un futuro obiettivo potrebbe consistere nello studio degli effetti dei diversi SOVTE  con indagini più “forti” dal punto di vista scientifico (es. RCT) e in varie categorie di soggetti (stratificati per genere, età, stile canoro, tipo di patologia etc). Si potrà così garantire in futuro l’applicazione di tali tecniche in maniera sempre più personalizzata a seconda degli ambiti e delle esigenze.

Articolo pubblicato in data  28 gennaio 2016 – http://vocologicamente.blogspot.com/p/articoli.html
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IDRATAZIONE e VOCE : cosa sappiamo e cosa c’è da scoprire?

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Introduzione

Quello dell’idratazione è da sempre un tema di grande interesse scientifico ed è oggi acclarato che un corretto bilancio dei liquidi corporei sia fondamentale per la salute ed il funzionamento ottimale dell’organismo. Le funzioni vitali dell’acqua includono quelle di sostanza strutturale, di solvente per reazioni chimiche, di mezzo di trasporto per nutrienti e cataboliti, di termoregolatore, lubrificante e ammortizzatore[i]. L’acqua ha un ruolo integrativo fondamentale in ogni apparato dell’organismo (cardiovascolare, respiratorio, ematopoietico, linfatico, digestivo, endocrino, muscolare, nervoso, tegumentario, urinario etc.). L’omeostasi idrica dell’organismo è finemente regolata da sistemi ormonali che controllano l’intake di liquidi tramite la sensazione della sete e l’escrezione di liquidi (essenzialmente tramite l’apparato urinario, digestivo, tegumentario e respiratorio) a vari volumi e tonicità. Tramite questi meccanismi di fine regolazione, il corpo è in grado di raggiungere un equilibrio idro-elettrolitico ottimale nei compartimenti cellulari e tissutali, definito in fisiologia eu-idratazione. Alterazioni dei sistemi di regolazione dell’omeostasi idrica possono condurre a condizioni subpatologiche o francamente patologiche di disidratazione o iperidratazione, con conseguenze negative pressoché ad ogni livello dell’organismo.

Anche l’apparato fonatorio risente dello stato di idratazione corporea. Le corde vocali sono strutture – per quanto piccole – complesse, costituite da vari tessuti (epiteliale, connettivo, muscolare) la cui interazione è fondamentale ai fini di un corretto funzionamento. Un’ottimale idratazione cordale è quindi necessaria per il mantenimento delle proprietà visco-elastiche delle pliche vocali.

Fisiologia dell’omeostasi idrica cordale

La struttura anatomica delle corde vocali è caratterizzata dalla presenza di 3 tessuti interfacciati ed interagenti (figura 1):

  • Epitelio squamoso stratificato e membrana basale
  • Lamina propria, trilaminare, composta da uno strato mixoide (spazio di Reinke), uno strato intermedio di connettivo in cui prevalgono le fibre elastiche e uno strato profondo di connettivo in cui prevalgono le fibre di collagene (lo strato intermedio e quello profondo costituiscono il legamento vocale.
  • Muscolo vocale (muscolo tiro-aritenoideo)
Figura 1. Istologia della corda vocale

L’epitelio gioca un ruolo fondamentale nella regolazione dell’omeostasi idrica di superficie delle corde vocali attraverso sistemi di trasporto di molecole d’acqua e ioni.

Una recente review di Leydon et al[ii]. ha raccolto le evidenze in letteratura circa i meccanismi biomelacolari che sottostanno ai fenomeni di regolazione idrica cordale. Quello che emerge dai più recenti studi è che l’epitelio cordale contribuirebbe attivamente a mantenere l’omeostasi del film acquoso di superficie tramite trasportatori ionici e sistemi di trasporto idrico bidirezionali.

Nello specifico, sono stati identificati almeno cinque/sei tipologie di trasportatori molecolari sulla membrana delle cellule dell’epitelio cordale (figura 2):

  • Na-K ATPasi (pompe sodio-potassio): identificate sul versante basolaterale delle cellule, contribuiscono a mantenere un gradiente elettrochimico transmembranale (essenziale per il corretto funzionamento cellulare) tramite il trasporto di ioni K (potassio) e Na (sodio) con dispendio energetico sotto forma di ATP[iii] [iv].
  • Cotrasportatore Na K 2Cl: è stato anch’esso identificato sul versante baso-laterale delle cellule epiteliali cordali, dove garantirebbe un “libero ingresso” di ioni sodio, potassio e cloro[v].
  • Canali ionici per il sodio (ENaC) e per il cloro (CFTR) sono stati identificati sul versante luminale delle cellule epiteliali cordali. Il primo favorirebbe il movimento di sodio dal film acquoso superficiale verso l’interno delle cellule, il secondo invece sembrerebbe implicato nella secrezione di ioni cloro verso l’esterno [v] [vi].
  • Canali per le molecole d’acqua (acquaporine): localizzate sul versante luminare, garantiscono un flusso acquoso bidirezionale attraverso la membrana cellulare[vii].
Figura 2. fisiologia biomolecolare dell’idratazione cordale
(da Leydon et al[ii])

Il trasporto di ioni sodio e cloro attraverso la membrana, grazie ai sopraesposti meccanismi biomolecolari, rappresenta il “motore” chimico per la generazione di flussi d’acqua transepiteliali. Essi sarebbero responsabili del mantenimento del film acquoso che riveste la mucosa glottica, importante al fine di mantenere le proprietà visco-elastiche del cover cordale.

Come idratare le corde vocali?

L’idratazione delle corde vocali si può ottenere essenzialmente attraverso due modalità:

  • Idratazione sistemica: una corretta assunzione di liquidi per os (in termini quantitativi e posologici) permette di porre i tessuti costituenti le corde vocali in uno stato di idratazione ottimale.
  • Idratazione locale: l’ispirazione di aria umidificata (tramite inalazioni umidificate o inspirazioni attraverso garze umide) consente di incrementare l’idratazione superficiale delle corde vocali arricchendo il sottile film acquoso che normalmente riveste le mucose del vestibolo laringeo e della glottide e contribuendo alla turgidità della lamina propria della mucosa.

Queste modalità di idratazione non vanno considerate come indipendenti ma integrative, in quanto possono influenzarsi e sostenersi a vicenda.

Impatto dell’idratazione sulla voce: cosa sappiamo?

Negli ultimi anni sono state pubblicate alcune revisioni di letteratura e metanalisi sull’argomento idratazione e voce. In una recente review di Naomi et al.[viii] è stato messo in evidenza che crescenti evidenze scientifiche sembrano concordi sul fatto che stati di disidratazione sistemica e locale alterino le proprietà visco-elastiche della mucosa e abbiano effetti sfavorevoli sulla performance muscolare, con conseguenze negative di tipo aerodinamico ed acustico sulla fonazione [ii] [ix] [x] [xi] [xii] [xiii].

Non c’è purtroppo lo stesso grado di sicurezza circa gli effetti positivi dell’idratazione cordale sulla performance vocale. Alcuni studi sull’argomento hanno infatti riportato risultati non significativi o caratterizzati da grande variabilità[xiv] [xv] [xvi]. Altri studi hanno invece riportato risultati positivi: alcune delle conseguenze vantaggiose che potrebbero derivare da stati di ottimale idratazione (locale e sistemica) sono rappresentate dalla riduzione della pressione di soglia fonatoria (PTP)[xvii] [xviii] [xix], dal miglioramento di alcuni parametri acustici vocali di regolarità d’onda (per es. Jitt%, Shimm% NHR)[xx], dal miglioramento di alcuni aspetti laringostroboscopici (maggiore ampiezza e regolarità d’onda mucosa, miglioramento della viscosità delle secrezioni mucose etc.)[xxi] e dalla sensazione di maggior comfort fonatorio[xxii].

L’idratazione e la lubrificazione locale: il Gelling Effect

Il gruppo di Borragan A.T. (Centro di Foniatria e Logopedia – Santander)[xxiii] ha descritto gli effetti positivi che derivano da procedure di idratazione e lubrificazione topica delle corde vocali (da associare comunque ad una corretta idratazione sistemica) denominati Gelling Effect[xxiv]. Sono stati identificati due approcci sinergici: l’idratazione cordale e la lubrificazione cordale. L’idratazione può essere ottenuta tramite le tecniche sopraesposte (in particolare respirazione attraverso garze umidificate o inalazioni umidificate durante vocalizzazioni per circa 10 minuti) garantendo maggiore elasticità e morbidezza alla lamina propria delle corde vocali. Le conseguenze sembrerebbero essere rappresentate da un aumento di ampiezza e regolarità dell’onda mucosa, una riduzione dello sforzo fonatorio e minore rischio di traumatismi vocali da sforzo.

La lubrificazione prevede invece l’impiego di sostanze con qualità di surfattante (ovvero con la capacità di ridurre la tensione superficiale dell’acqua, rendendola più “incline” ad adattarsi alle superfici). Tali sostanze favorirebbero un miglioramento delle proprietà di elasticità e viscosità dell’epitelio cordale. Ai fini della lubrificazione cordale, viene proposto di vocalizzare tenendo nel cavo orale (senza deglutire per qualche minuto) sostanze con qualità di surfattante come il gel di pectina con Aloe vera. Una buona lubrificazione avrebbe un effetto coadiuvante all’idratazione, sostenendone l’efficacia e la durata nel tempo.

Non ancora “evidence based”

Purtroppo ad oggi non esiste un solido grado di sicurezza scientifica circa i benefici vocali ottenibili con protocolli di idratazione cordale. In altre parole, esistono valide ragioni derivanti dall’esperienza e dalla pratica clinica per credere che una corretta idratazione (sia sistemica che locale) sia benefica per la voce, ma ci sono ancora molti aspetti da definire circa i risultati e le modalità (quantità, tempistiche, tipologia di idratazione) con cui essi possano essere raggiunti.

Per esempio, una metanalisi condotta da Leydon et al.[xxv] ha preso in esame gli effetti dell’idratazione sulla pressone di soglia fonatoria assunta come indice indiretto di fatica vocale, rivelando una grossa variabilità di outcome tra gli studi analizzati. Sebbene si sia riscontrata una tendenza alla riduzione della PTP (e quindi una minore fatica vocale) in seguito a vari protocolli di idratazione sistemica e topica, l’effetto complessivo degli studi considerati non è risultato significativo. Una delle possibili motivazioni alla base della difficoltosa validazione degli effetti dell’idratazione cordale sulla salute vocale potrebbe essere rappresentata dalla grande variabilità metodologica che tende a caratterizzare gli studi in questione, aspetto che rende difficile un’efficace comparazione.

Un altro esempio circa lo scarso livello di certezza scientifica nel quale ci troviamo attualmente è rappresentato dal fatto che una comune indicazione clinico-comportamentale per chi fa un uso professionale della voce – oltre a porre attenzione ad una corretta idratazione sistemica –  è quella di evitare sostanze con potere disidratante come la caffeina, l’alcool, i decongestionanti, i diuretici etc. Tuttavia la letteratura scientifica riporta una scarsa evidenza a supporto degli effetti negativi che tali sostanze avrebbero sulla qualità vocale e sulla performance fonatoria [xxvi] [xxvii] [xxviii] [xxix] [xxx] [xxxi].

Conclusioni e prospettive

La letteratura fino ad ora prodotta sull’argomento indica che sembrerebbe esistere un’interessante relazione tra idratazione e salute vocale, tuttavia molti aspetti restano da approfondire. Ciò che oggi si può affermare con un ragionevole grado di sicurezza è che la disidratazione ha conseguenze negative sulla fisiologia cordale e sulla produzione vocale, quindi va prevenuta. Non si può essere altrettanto sicuri riguardo all’entità dei benefici di protocolli di idratazione cordale condotti a prescindere dallo stato di idratazione globale del soggetto (quindi anche in condizioni di buona idratazione basale), sebbene complessivamente esistano trend di correlazione positiva tra l’idratazione e il miglioramento della performance vocale.

In futuro altre ricerche saranno necessarie per chiarire e quantificare gli effetti dell’idratazione topica e sistemica sulla voce, oltre che per indicare quali procedure si debbano impiegare (e in quali circostanze) al fine di garantire risultati vocali ottimali.

 

Articolo pubblicato in data 14 maggio 2016 – http://vocologicamente.blogspot.com/p/idratazione-cordale.html

 

 

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ORMONI SESSUALI E VOCE: DALL’INFANZIA ALLA SENESCENZA

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Marco Fantini, Virginia Zamponi

 

 

La voce: un fenomeno complesso e affascinante, anche da una prospettiva sessuologica

Per dirla con uno dei padri della foniatria Italiana, Oskar Schindler, la voce si può definire come una sonorità (suono, rumore o entrambi) prodotta direttamente o indirettamente dal corpo umano con valenza informativa o comunicativa. Ne deriva che il fenomeno voce è qualcosa di estremamente complesso, che non si limita alla veicolazione di messaggi verbali, bensì può rivestire tutta una serie di funzioni estremamente articolate, quali comunicare l’esistenza, la posizione, le caratteristiche (sesso, età, stato di salute etc) e l’umore del vociferante. La voce può inoltre veicolare messaggi non verbali più “ancestrali” come l’urlo, il richiamo, il corteggiamento; può rappresentare mezzo per guadagnarsi da vivere per tutti coloro che ne fanno un uso professionale e in particolare diventa raffinato atletismo per gli artisti della voce, quali cantanti e attori.

In un’ottica sessuologica, la voce racconta molto di noi, potendo comunicare aspetti riguardanti l’indentità di genere, l’orientamento sessuale e il ruolo di genere del fonante. Può inoltre rivestire ruoli centrali nelle dinamiche del corteggiamento esprimendo attrazione o repulsione sessuale, è fondamentale nella strutturazione delle relazioni sentimentali, nonché nelle relazioni genitore-figlio.

Oltre ad essere un potente veicolo di narrazione sessuologica in senso lato, la voce è a sua volta un target ormonale ed è fortemente influenzata  – lungo tutto il suo sviluppo –  dall’azione di molteplici ormoni, tra cui gli ormoni sessuali.

 

Gli ormoni sessuali

Gli ormoni sessuali fanno parte dei cosiddetti ormoni steroidei, derivanti da un unico comune precursore: il colesterolo. Gli ormoni steroidei comprendono gli ormoni mineralocorticoidi (es. l’ aldosterone), gli ormoni glucocorticoidi (es. il cortisolo), gli androgeni (es. il testosterone), gli estrogeni (es. l’estradiolo) e i progestinici (es. il progesterone). Androgeni, estrogeni e progestinici costituiscono gli ormoni sessuali e sono increti da ghiandole surrenaliche, ovaie nella donna e testicoli nell’uomo (figura 1).

 

Figura 1. La biosintesi degli ormoni steroidei

Dal punto di vista endocrinologico, la produzione degli ormoni sessuali è regolata dal cosiddetto asse ipotalamo-ipofisi-surrene o ipotalamo-ipofisi-gonadi, che si attiva nel corso della pubertà e favorisce la definitiva maturazione dell’organismo in senso femminile o maschile.

La laringe rappresenta uno degli organi sessuali secondari. Come tale è bersaglio biologico degli ormoni sessuali, i quali hanno fortissima influenza su di essa in termini di sviluppo e modificazioni nel corso della vita. Di seguito viene presentata una revisione di letteratura che mira a descrivere le fisiologiche modifiche indotte dagli ormoni sessuali sulla voce, dall’infanzia alla senescenza, in entrambi i generi.

 

Infanzia e “mini-pubertà”

La laringe umana alla nascita misura circa un terzo della laringe di un adulto e  si trova più in alto nel collo, con l’epiglottide posizionata dietro al velo del palato. Ciò permette la contemporanea respirazione e suzione del latte materno da parte del neonato (figura 2).

 

Figura 2. La laringe del neonato: morfologia (sinistra) e dinamica della suzione (destra)

 

La laringe dell’infante ha una configurazione decisamente diversa da quella dell’adulto, con un’epiglottide a forma di “omega”, un lume glottico ellittico e margine inferiore della cartilagine cricoide di forma circolare. I tessuti connettivi sottomucosi della laringe e del vocal tract sono più morbidi ed elastici, con maggiore deformabilità ma al contempo maggiore risposta edemigena in caso di condizioni infiammatorie.

Gli ormoni sessuali giocano un ruolo importante sin dal primo momento dopo la nascita, quando si osserva un incremento di gonadotropine e ormoni sessuali. Questa fase viene chiamata mini-pubertà per via della somiglianza con il periodo puberale. Durante la mini-pubertà i maschi hanno più alte concentrazioni di testosterone circolante, mentre le femmine sono caratterizzate da più alti livelli di estradiolo libero. Alcuni autori hanno studiato l’influenza della mini-pubertà sulla produzione vocale, ipotizzando che i diversi livelli ormonali inter-genere potrebbero spiegare la ragione di peculiari  pattern melodici di pianto sesso-relati (con tendenza a maggior complessità ed articolazione per il sesso femminile o in generale per i neonati con più alti livelli di estradiolo libero), nonché un certo vantaggio del genere femminile nelle prime fasi dello sviluppo del linguaggio (figura 3 ).

Figura 3. Pattern melodici a singolo arco (a) e ad archi multipli (b) da Wermke et al (2018)

 

Pianto di neonato:

Pianto di neonata:

 

Puberta’

La pubertà è un periodo cruciale della vita durante la quale si verificano radicali cambiamenti fisiologici e psicologici. Clinicamente, il primo cambiamento a cui si assiste durante la pubertà è rappresentato dalla comparsa delle caratteristiche sessuali secondarie, in particolare l’ingrandimento testicolare nel maschio e lo sviluppo della ghiandola mammaria nella femmina.

Con la pubertà si verificano importanti variazioni della voce sesso-correlate, caratterizzate da un ingrandimento ed allungamento della laringe, del vocal tract e delle corde vocali. I maschi sperimentano cambiamenti più marcati rispetto alle femmine, con una lunghezza cordale media di 1.6 cm e una lunghezza del vocal tract media di 17 cm,  rispetto ai valori femminili di 1.0 cm e 14 cm rispettivamente.  Presumibilmente, il testosterone ha un ruolo cruciale nel determinare un significativo allungamento e ingrandimento cordale nel maschio durante la pubertà.

Funzionalmente, durante la pubertà si verifica il fenomeno della cosiddetta muta vocale. Al termine di tale fenomeno si assiste ad un aggravamento della frequenza fondamentale (F0) di circa un’ottava nel maschio e di 3-4 semitoni nella femmina. Parallelamente si assiste ad un cambiamento nel range vocale. Durante la muta vocale vengono identificati tre stadi principali: pre-muta, muta propriamente detta e post-muta (figura 4).

 

Figura 4. Fasi della muta vocale maschile e femminile

 

Ciclo mestruale

Il ciclo mestruale è regolato dalle variazioni periodiche dei livelli di ormoni sessuali femminili, nella fattispecie estrogeni e progesterone (figura 5).

Una certa varietà di cambiamenti vocali sono stati descritti durante le diverse fasi del ciclo mestruale. Alcuni autori suggeriscono che la qualità vocale migliore si apprezzi durante la fase ovulatoria, quando gli estrogeni raggiungono il picco. Ciò non sorprende, considerando che gli estrogeni promuovono un incremento della secrezione siero-mucosa delle ghiandole del cover cordale, con conseguente miglioramento della viscosità mucosa; inoltre favoriscono un miglioramento della permeabilità capillare e miglior ossigenazione tissutale. Per contro, spesso le donne lamentano sintomi di alterazione della qualità vocale nel periodo pre-mestruale. I sintomi vocali più frequenti sono rappresentati da riduzione dell’efficienza vocale, riduzione di elasticità, qualità vocale più ariosa e velata, fino a perdita di parti di range tonale acuto, fonastenia, raucedine e problemi di intonazione. L’insieme dei sintomi vocali relativi al periodo pre-mestruale sono noti come disfonia premestruale e sono in genere più marcati in coloro che fanno uso professionale della voce (cantanti professioniste).

 

Figura 5. Rappresentazione schematica delle fasi del ciclo mestruale

E’ interessante come alcuni autori abbiano riscontrato significative similarità tra vetrini istologici di laringi femminili e di cervici uterine. E’ inoltre noto che vi siano recettori per gli ormoni sessuali (inclusi progesterone ed estrogeni) a livello delle corde vocali. Il periodo premestruale, caratterizzato da alti livelli di progesterone, potrebbe favorire  condizioni di maggior desquamazione epiteliale, minor secrezione mucosa e maggiore congestione microvascolare, spiegando così le fluttuazioni vocali caratteristiche di tale fase del ciclo ormonale femminile.

 

Gravidanza

Durante la gravidanza il corpo della donna va incontro a notevoli cambiamenti, sia da punto di vista anatomico che fisiologico. Non si osservano più fluttuazioni ormonali cicliche, bensì vengono continuamente increti alti livelli di estrogeni e progesterone. Anche durante la gravidanza si osservano cambiamenti nella voce, rispondenti alla cosiddetta laryngopathia gravidarum e  legati sia a modifiche del sistema respiratorio che delle corde vocali (figura 6).

Figura 6. Modifiche dell’apparato pneumo-fono-risonanziale in gravidanza

 

Per quanto riguarda il sistema respiratorio, in circa il 20% delle donne si apprezza la cosiddetta rinite gravidanza-indotta, caratterizzata da mucosa nasale congesta ed iperemica, ostruzione respiratoria nasale e  tendenza alla respirazione orale, con conseguente rischio di disidratazione cordale.  Anche il torace va incontro a profondi cambiamenti, variando diametri e circonferenza. Inoltre, il diaframma sperimenta una graduale risalita durante la gravidanza, raggiungendo circa 4 cm di innalzamento a fine gestazione. Di conseguenza, si modificano gli assetti muscolari ed i volumi dinamici respiratori, con possibili conseguenze negative sulle dinamiche di appoggio e sostegno respiratori, nonché su alcuni parametri aerodinamici quali il tempo massimo fonatorio (che tende a ridursi sensibilmente nell’ultimo trimestre).

Considerando le corde vocali, gli alti livelli di progesterone favoriscono riduzione di secrezione mucosa ed aumento della viscosità della stessa, tendenza alla secchezza mucosa e desquamazione epiteliale, nonché congestione mucosa. Di conseguenza anche in gravidanza non è raro andare incontro a sintomi di fatica, pesantezza ed opacità vocale, specialmente nel terzo trimestre.

 

Senescenza

Sia la voce della donna che la voce dell’uomo vanno incontro a cambiamenti nel fisiologico processo dell’invecchiamento. Le alterazioni della voce correlati alla senescenza vanno sotto il nome di presbifonia.

Anche l’invecchiamento vocale è un fenomeno sessualmente dimorfico e fortemente influenzato degli ormoni sessuali, che subiscono variazioni caratteristiche nei due sessi.

Nella donna, dopo la menopausa si assiste ad un brusco calo dei livelli di estrogeni e ad un incremento relativo dei livelli di androgeni. Al contrario, l’uomo va incontro ad un progressivo calo degli androgeni ed un incremento relativo degli estrogeni.

I cambiamenti a livello delle corde vocali  e della voce in senescenza sono quindi diversi nei due sessi. Nelle donne si assiste in genere ad un ispessimento e tendenza all’ edema delle corde vocali, con aumento del contatto glottico in fonazione, riduzione della quota di aria nel suono rispetto alle voci femminili giovani,  aggravamento della frequenza fondamentale della voce e – in un certo senso – virilizzazione del timbro. Al contrario, nell’uomo si assiste ad un assottigliamento cordale per ipotrofia muscolare, riduzione del contatto fonatorio, aumento della quota d’aria nel suono rispetto alle voci maschili giovani, aumento della frequenza fondamentale e femminizzazione del timbro (figura 6).

Figura 6. Modificazioni della voce durante la senescenza

 

Conclusioni

La nostra voce è profondamente influenzata dagli ormoni sessuali, con sostanziali differenze di genere. Essendo così fortemente influenzata dalle fisiologiche variazioni ormonali che si verificano nel corso della vita, la voce riflette in un certo senso anche lo stato del nostro benessere ormonale.

Per i Clinici e più in generale per chi si occupa di voce è quindi importante conoscere le fisiologiche modifiche a cui la nostra voce va incontro nel corso della vita. Ciò potrebbe permettere di  sospettare o identificare precocemente condizioni patologiche alla base di alterazioni del normale sviluppo vocale.

E’ curioso e allo stesso tempo è affascinante pensare che le voci maschili e femminili seguono una sorta di “viaggio” con una parabola che le trova simili nell’ infanzia, le porta a raggiungere la massima diversità dopo l’adolescenza e le accompagna nuovamente a convergere e ad “abbracciarsi” nel periodo della senescenza.

 

 

Riferimento bibliografico:

Zamponi V, Mazzilli R, Mazzilli F, Fantini M. Effect of sex hormones on human voice physiology: from childhood to senescence. Hormones (Athens). 2021 May 28. doi: 10.1007/s42000-021-00298-y. Epub ahead of print. PMID: 34046877.

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