Temas: A Voz e o Ouvido Humanos

Transcrição

1 Biofísica Aulas Teóricas (20 de Maio de 2010) Temas: A Voz e o Ouvido Humanos

2 A voz humana Definição No seu sentido mais restrito a voz corresponde aos sons produzidos pela vibração das cordas vocais. No entanto, dos sons produzidos pelo sistema vocal, uns são vozeados (ou seja, são produzidos pelas vibrações das cordas vocais), enquanto que outros são não-vozeados (ou seja, são produzidos sem a intervenção das cordas vocais). Admitiremos, num sentido lato, que a voz é o conjunto de todos os sons produzidos pelo sistema vocal, sejam vozeados ou não-vozeados.

3 A voz humana O órgão da voz O órgão da voz (ou sistema fonador) é constituído por três sistemas: o sistema respiratório; as cordas vocais; o tracto vocal.

4 A voz humana O órgão da voz cavidade nasal nasofaringe úvula língua tonsila orofaringe laringofaringe epiglote glote cordas vocais traqueia esófago

5 A voz humana O sistema respiratório O sistema respiratório é constituído pelos pulmões, os brônquios e a traqueia. Os pulmões situam-se no tórax, estando este separado da cavidade abdominal por uma estrutura muscular denominada diafragma. O diafragma é um músculo estriado esquelético, principalmente responsável pela respiração e que serve de fronteira entre a cavidade torácica e a cavidade abdominal. Comentário: os espasmos involuntários do diafragma são responsáveis pelos soluços.

6 A voz humana As cordas vocais As cordas vocais situam-se na laringe, que corresponde a uma estrutura músculo-cartilagínea que se encontra na parte superior da traqueia. A laringe é constituída por diversas cartilagens móveis e pelo osso hióide, sendo considerada o órgão fundamental da produção vocal. Os componentes abaixo da laringe são frequentemente denominados infraglóticos, enquanto que os que se situam por cima são denominados supraglóticos.

7 A voz humana O tracto vocal O tracto vocal é o conjunto de cavidades laríngea, faríngea, bucal e nasal que constituem a estrutura ressoadora do órgão da voz. Os picos espectrais resultantes das ressonâncias do tracto vocal chamam-se formantes.

8 A voz humana O tracto vocal Espectrograma das vocais /i/, /u/ e /a/ em ĺıngua inglesa, com a posição das respectivas formantes (Fonte: Wikipedia)

9 A voz humana As cordas vocais As cordas vocais são duas pregas musculares e mebranosas que se situam na laringe, entre as cartilagens tiróide e aritenóide, e que constituem o elemento vibratório no processo de produção sonora. Num recém nascido as cordas vocais têm à volta de 3 mm de comprimento e crescem para 9 a 13 mm e 15 a 20 mm, respectivamente, nos indivíduos adultos do sexo feminino e masculino. As acções de unir e afastar as cordas vocais denominam-se adução e abdução. Para emitir sons vozeados as cordas vocais estão na posição de adução e para sons não-vozeados estão em abdução.

10 A voz humana Frequência fundamental da fala O intervalo de tempo que corresponde a um ciclo de abertura das cordas vocais denomina-se período fundamental da fala; o seu inverso denomina-se frequência fundamental da fala. Esta frequência depende do comprimento das cordas vocais e da sua massa modal, características que são controladas pela musculatura e enervação da laringe. Eis alguns valores de referência (para a ĺıngua portuguesa): Adultos do sexo feminino: 211 Hz na vogal /a/, 221 Hz na vogal /i/, 225 Hz na vogal /u/, 190 Hz na leitura em voz alta, 187 Hz na conversação. Adultos do sexo masculino: 118 Hz na vogal /a/, 128 Hz na vogal /i/, 123 Hz na vogal /u/, 110 Hz na leitura em voz alta, 109 Hz na conversação.

11 A voz humana Frequência fundamental da fala Comentário: não apenas as cordas vocais de um homem são, em média, mais compridas do que as cordas vocais de uma mulher. A laringe de um homem é à volta de 40% maior do que a laringe de uma mulher.

12 A voz humana As Vogais As propriedades acústicas dos sons que denominamos vogais são descritos através de uma teoria clássica denominada fonte-filtro, segundo a qual as vogais correspondem a sons laríngeos, resultantes da variação no tempo do fluxo glótico, com o tracto vocal a seleccionar a frequência fundamental que constitue o som de cada vogal.

13 A voz humana As Consoantes As consoantes são sons da fala gerados por uma maior constrição do tracto vocal do que no caso das vogais. Regra geral a caracterização das consoantes é feita referindo a maneira como o tracto vocal é modificado pelos articuladores, ou seja, pelos lábios, os dentes ou o palato.

14 A voz humana As Consoantes Caracterização: Oclusivas: são formadas quando a passagem do ar é totalmente obstruída nas cavidades supraglóticas. O som é então produzido no momento em que os articuladores se afastam. Exemplos: /p/, /t/, /k/. Fricativas: são formadas quando a passagem do ar é parcialmente obstruída, mas com produção simultânea de ruído. Exemplos: /f/, /v/. Os sons fricativos mais agudos (o /s/ e /z/) são denominados frequentemente como sibilantes. Laterais: são formadas quando o fluxo de ar é obstruído pela ĺıngua contra os alveólos ou parte central do palato, ficando livres passagens pelas partes laterais da cavidade bucal. Exemplo: /l/. Vibrantes: são formadas quando o órgão articulador móvel vibra contra o articulador fixo. Exemplo: /r/.

15 O ouvido humano Estrutura O ouvido humano é formado por três partes: o ouvido externo; o ouvido médio; o ouvido interno.

16 O ouvido humano O ouvido externo O ouvido externo compreende o pavilhão e o meato auditivo externo (também denominado como canal auditivo), fechado no seu interior pela membrana do tímpano. A membrana do tímpano separa o ouvido externo do ouvido médio.

17 O ouvido humano O ouvido médio O ouvido médio, também denominado caixa do tímpano, é uma cavidade óssea que contem ar. Dentro do ouvido médio encontra-se uma cadeia de ossos minúsculos chamados o martelo, a bigorna e o estribo, que se encontram articulados uns nos outros. Do ouvido médio parte um canal denominado trompa de Eustáquio, que faz a ligação com a nasofaringe (a cavidade nasal). O ouvido médio comunica com o ouvido interno através de duas aberturas, a janela oval e a janela redonda, ambas tapadas por membranas.

18 O ouvido humano O ouvido interno O ouvido interno é uma estrutura muito complexa que se encontra dividida em três partes: a cóclea, ou caracol; o vestíbulo; os canais semicirculares. Da cóclea parte para o cérebro uma ligação, denominada o nervo acústico, cuja função consiste em transmitir os impulsos nervosos que são descodificados no córtex auditivo. Além dos oórgãos da audição, no ouvido interno encontram-se também os órgãos do sentido de equiĺıbrio e de orientação. Daí a designação do ouvido como órgão da audição e do equiĺıbrio.

19 O ouvido humano Estrutura Estribo (ligado à Janela Oval) Bigorna Martelo Canais Semicirculares Nervo Vestibular Meato Auditivo Externo Caixa do Tímpano Nervo Acústico Cóclea Pavilhão Tímpano Janela Redonda Trompa de Eustáquio

20 O ouvido humano Factos interessantes O canal auditivo tem dimensões tais que funciona como uma cavidade de ressonância para frequências na ordem de 3000 Hz, frequência típica do discurso oral. Tanto o ouvido externo, como o ouvido médio estão estruturados de modo a amplificar o sinal recebido (por outras palavras, permitem o aumento de pressão do sinal). A trompa de Eustáquio é responsável pela manutenção da pressão atmosférica no interior do ouvido interno. Existem dois músculos no ouvido médio que atenuam as baixas frequências e as intensidades de som excessivas (desde que sejam graduais ou que tenham origem no nosso próprio discurso). Os ossículos funcionam como adaptadores de impedância acústica entre o ar do ouvido externo e o fluido do ouvido interno.

21 O ouvido humano Factos interessantes Os canais semicirculares dão informação ao cérebro a respeito da posição e do movimento da cabeça, estando relacionados com o equiĺıbrio. As células ciliares da cóclea estão de tal forma organizadas que as que se encontram mais próximas da base da cóclea são sensíveis às frequências mais altas, enquanto que as que se encontram mais próximas do ápex são sensíveis às frequências mais baixas. A janela redonda permite dissipar o excesso de energia das ondas que se propagam através da cóclea. O normal funcionamento do ouvido humano permite sermos sensíveis a frequências que vão desde 20 Hz até Hz nos adultos. Esta capacidade é diminuída com o passar dos anos. O nosso ouvido consegue detectar diferenças de som na ordem de 0.1% da frequência considerada.

22 O ouvido humano Factos interessantes Resposta em frequência para diferentes níveis de intensidade auditiva:

23 O ouvido humano Audiogramas Os audiogramas são representações standard do estado auditivo de uma pessoa. A maior parte dos audiogramas cobrem o intervalo de frequências entre 100 Hz e 8 khz, o qual é o mais importante para a interpretação correcta da fala. Num audiograma é desenhado o limiar de audição dos dois ouvidos em relação a uma curva que representa a audição normal. Limiares abaixo da curva são indicadores de perturbações no estado auditivo do paciente.

24 O ouvido humano Audiogramas Exemplos: Estado normal Perda ligeira de audição

25 O ouvido humano Audiogramas Exemplos: Perda moderada de audição Perda severa de audição

26 O ouvido humano Valores de referência Nível do som (db) Situação 0 Som mínimo audível 10 Movimento das folhas das árvores 20 Uma rua com pouco movimento 30 Sussurro 40 Conversação 50 Ruído médio de uma casa 60 Conversação (entre indivíduos a 1 m) 70 Ruído no interior de um supermercado 80 Ruído de uma estrada com grande movimento 85 Primeiro nível de perigo 90 Ruído num camião ou no metropolitano m de um camião numa rua estreita m de grupo rock/15 m de apito de comboio m de um avião m de um avião a jacto