Il funzionamento della voce e le cause delle sue disfunzioni sono rimastiin gran parte sconosciuti fino a quando la moderna tecnologia non hamesso a disposizione nuovi strumenti e metodi di indagine e terapia

La voce umana

F

ino a vent'anni fa la voce umanaera un mistero. Non si sapevamolto su come venisse prodotta

o su quali cure richiedesse, benché si siasempre ammirata la voce di cantanti eattori e benché la comunicazione vocaleabbia un ruolo di fondamentale impor-tanza nella società. La letteratura medicasulla voce, e soprattutto sulle cure chedevono dedicarle coloro che ne fanno unuso professionale, era scarsa. Nei rari ar-ticoli pubblicati vi era ben poca enfasisul funzionamento della voce.

Anche la situazione in campo terapeu-tico era carente. I trattamenti non chirur-gici di malformazioni delle pieghe voca-li erano controversi, e l'intervento chi-rurgico comportava quasi sempre l'abla-zione delle corde vocali. (Oggi gli spe-cialisti tendono a usare il termine «pie-ghe vocali» in luogo di «corde».) Conquesto procedimento si asportavano glistrati superficiali della piega vocale,supponendo che tessuto sano sarebbecresciuto a sostituire quello danneggiato.Purtroppo, dopo l'intervento, molti pa-zienti si ritrovavano con una voce in per-manenza rauca, benché le pieghe vocaliavessero assunto aspetto normale.

Da allora è nato un nuovo campo dispecializzazione medica: sotto lo stimo-lo di un crescente interesse per i proble-mi di cantanti e attori professionisti, sisono fatti notevoli progressi scientificie tecnici nei trattamenti rivolti ai pa-zienti affetti da problemi di voce. Questimiglioramenti sono merito della colla-borazione interdisciplinare fra specialistiche, all'inizio, stentavano persino a im-piegare un linguaggio comune. Per fa-vorire questa collaborazione la VoiceFoundation, promossa da un medico diNew York, Wilbur James Gould, tenneil suo primo simposio nel 1972 riunendostudiosi della voce, laringologi, espertiin patologie del linguaggio, insegnanti dicanto e di recitazione e artisti. Lo scam-bio di idee che si verificò durante quel-l'incontro diede il via a nuove forme dicollaborazione e a nuovi indirizzi di ri-

di Robert T. Sataloff

cerca e fece compiere grandi progressi.Oggi, a vent'anni di distanza, un can-

tante che non sia più in grado di raggiun-gere certe note, un uomo politico arro-chito per i discorsi imposti dalla corsaper la presidenza, un insegnante che nonriesca a farsi sentire dalla scolaresca, unfumatore con una neoplasia della gola ochiunque altro abbia un problema di vo-ce può ricevere cure mediche moltoavanzate; questo risultato è stato resopossibile dalla sempre migliore cono-scenza del nostro sistema di fonazione.

L'emissione della voce comporta l'a-zione coordinata di molti muscoli, orga-ni e altre strutture situati nell'addome,nel torace, nella gola e nel capo. In ef-fetti, è tutto il corpo a influenzare il suo-no della voce, sia direttamente sia indi-rettamente. Per comprendere quali sianoi punti deboli dell'apparato vocale, è ne-cessario passare brevemente in rassegnaquesto meccanismo complesso e delica-to. La nostra prima tappa sarà la laringe,che è anche la parte più nota dell'appa-rato vocale.

La laringe ha quattro componenti a-natomiche fondamentali: uno scheletrocartilagineo, muscoli intrinseci, muscoliestrinseci e una mucosa di rivestimento.Le parti più importanti dello scheletrodella laringe sono la cartilagine tiroidea,la cricoide e le due aritenoidi. I muscoliestrinseci connettono queste due cartila-gini ad altre strutture della gola, mentrequelli intrinseci decorrono fra una carti-lagine e l'altra.

Una coppia di muscoli intrinseci siestende dalle cartilagini aritenoidi fino aun punto all'interno della cartilagine ti-roidea, appena al di sotto e all'internodel pomo di Adamo. Questi muscoli ti-roaritenoidei formano il corpo delle pie-ghe vocali; lo spazio interposto fra di es-si è la glottide. É dalle pieghe vocali chenormalmente viene emessa la voce.

I muscoli intrinseci possono alterarela posizione relativa delle cartilagini efarle muovere in molti modi diversi.Questi cambiamenti modificano a loro

volta la forma, la posizione e la tensionedelle pieghe vocali interessate. Il musco-lo cricotiroideo, per esempio, contribui-sce al controllo dell'altezza dei suoniemessi aumentando la tensione longitu-dinale (allungamento) delle pieghe.

I muscoli estrinseci fanno alzare e ab-bassare lo scheletro laringeo. L'effetto«a fisarmonica» che ne risulta modificaanche l'inclinazione e le distanze fra lecartilagini e altera la lunghezza a riposodei muscoli intrinseci. La laringe ha unatendenza naturale ad alzarsi e abbassar-si proporzionalmente all'ampiezza delsuono emesso. Queste notevoli variazio-ni di posizione, tuttavia, disturbano ilcontrollo fine delle pieghe vocali, essen-ziale per una qualità vocale uniforme.Per questo, i cantanti di formazione clas-sica imparano generalmente a usare imuscoli estrinseci per mantenere loscheletro laringeo in posizione più o me-no costante. Questa tecnica consente diavere una qualità vocale uniforme su tut-ta l'estensione della voce di un cantante.

IT tessuti molli che rivestono la laringe

sono molto più complessi di quantosi ritenesse un tempo. La superficie sot-tile e lubrificata delle pieghe vocali, cheentrano in contatto reciproco quando so-no in posizione chiusa, è costituita dauna mucosa diversa da quella che rivesteil resto della laringe e dell'apparato re-spiratorio: è un epitelio squamoso stra-tificato, che è assai più adatto a soppor-tare i traumi dovuti allo sfregamentodelle pieghe.

La piega vocale non è semplicemente

Un intervento chirurgico alle pieghe vo-cali ha prolungato la carriera del popo-lare cantante Elton John. Egli cominciòad avere problemi di Noce nel 1986, du-rante una tournée negli Stati Uniti. Lacausa era una lesione non maligna chevenne rimossa all'inizio del 1987. Un an-no dopo egli poté riprendere l'attività.

60 LE SCIENZE n. 294, febbraio 1993 LE SCIENZE n. 294, febbraio 1993 61

SEZIONE TRASVERSALE DELLA PIEGA VOCALE

—

LAMINAPROPRIA

(STRATIINTERMEDI

DELLA PIEGAVOCALE)

CAVITÀ NASALE

CAVITÀ ORALE

LINGUA

EPITELIO

SUPERFICIALE

INTERMEDIO

PROFONDO

MUSCOLO(D

CC

n_uJ

SEZIONE TRASVERSALEDELLA LARINGE (DALL'ALTO)

MUSCOLOCRICOARITENOIDEO

POSTERIORE

MUSCOLI ARITENOIDEITRASVERSALE E OBLIQUO

GLOTTIDE

CARTILAGINE CRICOIDE

MUSCOLO VOCALE

CARTILAGINE TIROIDEA

I I meccanismo della fonazione coinvolge svariati muscoliI e strutture dell'addome, del torace, della gola e del capo.L'illustrazione all'estrema sinistra mostra il complesso dellacavità orofaringea. I particolari della laringe sono illustratipiù a destra, in una sezione trasversale dall'alto con la par-te frontale - il pomo d'Adamo - rivolta verso il basso della

pagina. I due muscoli vocali costituiscono il corpo delle pie-ghe vocali (un tempo chiamate corde vocali); la sezionetrasversale di una di esse è mostrata sopra quella dellalaringe. Le tre illustrazioni di questa pagina raffigurano iprincipali muscoli e cartilagini della laringe visti posterior-mente, frontalmente e lateralmente.

VISTA POSTERIORE DELLA LARINGE VISTA FRONTALE DELLA LARINGE VISTA LATERALE DELLA LARINGE

CARTILAGINETIROIDEA

Anatomia della voce

EPIGLOTTIDE

MUSCOLOARITENOIDEOBLIQUO

MUSCOLOARITENOIDETRASVERSALE

MUSCOLOCRICOARITENOIDEPOSTERIORE

CARTILAGINECRICOIDE

OSSO IOIDE

MUSCOLOARITENOIDEOBLIQUO

MUSCOLOARITENOIDETRASVERSALE

MUSCOLOCRICOTIROIDEO

MUSCOLOCRICOARITE-NOIDEOPOSTERIORE

un muscolo rivestito di mucosa. Nel1975 Minoru Hirano, un medico diKurume, in Giappone, identificò cinquestrati distinti di tessuto in questa struttu-ra. Sotto l'epitelio sottile e lubrificatodella superficie, si trovano gli strati su-perficiale, intermedio e profondo di tes-suto chiamati lamina propria, e al di sot-to della lamina propria vi è il muscolotiroaritenoideo vero e proprio. I cinquestrati hanno proprietà meccaniche diver-se senza le quali non si otterrebbe la nor-male vibrazione delle pieghe vocali.

Quando esse vibrano, producono soloun suono ronzante. Questo tuttavia ri-suona nel tratto vocale posto sopra laglottide, che comprende faringe, lingua,palato, cavità orale e nasale. La risonan-za così prodotta determina in gran partele qualità vocali che percepiamo in tuttii suoni del parlato e del cantato.

La fonte di energia della voce è il trat-to vocale sottostante alla glottide, forma-to dai polmoni, dalla gabbia toracica edai muscoli dell'addome e del torace cheproducono e convogliano il flusso d'ariache viene poi fatto passare attraverso lepieghe vocali. Quando la glottide sichiude, si apre o cambia forma, la suaresistenza all'aria si modifica quasi dicontinuo. La fonte di energia deve per-

ciò compiere aggiustamenti rapidi ecomplessi per mantenere una qualità vo-cale costante. Cantanti e attori di solitosi riferiscono al complesso sopra descrit-to chiamandolo «supporto» o «diafram-ma»; in realtà l'anatomia di questo com-plesso è complicata e non del tutto nota,e gli artisti che impiegano questi termininon si riferiscono sempre alla stessastruttura.

principali muscoli che regolano l'in-spirazione sono il diaframma (un

muscolo cupoliforme che si estende al-l'estremità inferiore della gabbia toraci-ca) e i muscoli intercostali esterni. L'e-spirazione è per lo più passiva durantela respirazione tranquilla: le proprietàmeccaniche dei polmoni e della gabbiatoracica fanno uscire senza sforzo l'ariadai polmoni dopo un atto respiratorio.Ovviamente è anche possibile un'espira-zione attiva, e molti dei muscoli coin-volti in questo processo contribuisconoall'emissione della voce, o fonazione.

Durante un'espirazione attiva, i mu-scoli possono far aumentare la pressionenell'addome e quindi costringere il dia-framma a sollevarsi; in alternativa, pos-sono abbassare le coste e lo sterno perdiminuire le dimensioni della cavità to-

racica. I principali muscoli dell'espira-zione sono quelli addominali, ma contri-buiscono anche i muscoli intercostali in-terni e alcuni di quelli toracici e dorsali.

Un trauma o un intervento chirurgicoche alterino la struttura o il funziona-mento di questi muscoli pregiudicano lafonte di energia della voce; un'altra mi-naccia è rappresentata dall'asma e da al-tre patologie che rendono difficoltosal'espirazione. Molti compensano le ca-renze del meccanismo di supporto dellavoce sottoponendo a eccessivo sforzo imuscoli della laringe, inadeguati a svol-gere il ruolo di fonte di energia per lavoce. Il risultato è spesso una riduzionedi funzionalità accompagnata da rapidoaffaticamento, dolore e persino dalla for-mazione di noduli sulle pieghe vocali.

Così come i sistemi muscolare e sche-letrico, anche il sistema nervoso contri-buisce alla fonazione. L'«idea» di unsuono vocale ha origine nella cortecciacerebrale e si propaga ai nuclei motoridel tronco cerebrale e del midollo spina-le. Queste aree inviano complessi mes-saggi che coordinano l'attività della la-ringe, della muscolatura toracica e addo-minale e dei vari elementi della cavitàorofaringea. Anche i segnali che proven-gono dal sistema extrapiramidale e dal

sistema nervoso autonomo contribuisco-no a regolare queste attività.

I nervi che controllano i muscoli del-l'apparato vocale possono essere la fon-te di diversi problemi. Per esempio, idue nervi laringei ricorrenti controllanogran parte dei muscoli intrinseci della la-ringe. Poiché questi nervi (soprattuttodal lato sinistro) decorrono attraverso ilcollo fino al torace e poi tornano alla la-ringe, possono essere facilmente dan-neggiati da traumi o interventi chirurgiciin queste regioni corporee.

Dai nervi giungono anche informazio-ni sull'emissione della voce: per esem-pio i segnali trasmessi dall'orecchio, at-traverso il tronco cerebrale, alla cortec-cia, permettono di far corrispondere ilsuono prodotto a quello desiderato. An-che la sensibilità tattile del tessuto mu-coso e muscolare della cavità orofarin-gea può contribuire alla regolazione finedell'emissione vocale, sebbene questoprocesso non sia ben conosciuto. I can-tanti e gli oratori esperti coltivano questasensibilità sapendo che una cattiva acu-stica ambientale, il suono di strumentimusicali o le grida del pubblico possonointerferire con la percezione uditiva.

Durante la fonazione, tutte questestrutture e sistemi anatomici devono la-

vorare di concerto. La fisiologia dell'e-missione della voce è estremamentecomplessa, ma, per semplificare, è pos-sibile paragonare la voce al suono di unatromba. L'energia necessaria per suona-re la tromba è generata dalla muscolatu-ra del torace e dell'addome che produceun flusso d'aria ad alta pressione. Lelabbra del trombettista si aprono e sichiudono sul bocchino in modo da crea-re un «ronzio», simile a quello prodottodalle pieghe vocali, che poi risuona nelresto della tromba, paragonabile in que-sto senso al tratto vocale sovraglottico.

Molti dei progressi compiuti negli ul-timi vent'anni sono stati resi pos-

sibili dalla scoperta di svariate caratteri-stiche relative alla produzione e alla mo-dificazione dei suoni vocali. Parte dellericerche si è concentrata sulla messa apunto di modelli dei movimenti dellepieghe vocali. Benché la piega abbia unastruttura anatomica a cinque strati, sicomporta meccanicamente in modo piùsimile a una struttura a tre strati, consi-stente in un rivestimento (epitelio e stra-to superficiale della lamina propria), unostrato di transizione (strati intermedio eprofondo della lamina propria) e un cor-po (muscolo tiroaritenoideo).

Osservazioni e studi teorici hannochiarito le modalità attraverso le quali lalaringe produce i suoni. Inizialmente lepieghe vocali sono a contatto l'una conl'altra e la glottide è chiusa. Quando ipolmoni espellono aria, la pressione sot-to la glottide aumenta, di solito fino a unlivello equivalente a una colonna di cir-ca sette centimetri d'acqua per il parla-to normale. Questa pressione allontanaprogressivamente le pieghe vocali a par-tire dal basso, finché la glottide si apree l'aria comincia a fluire. Forze elastichee di altro tipo resistono alla separazionedel margine superiore delle pieghe vo-cali, ma il flusso d'aria le sovrasta.

Il flusso dell'aria produce tuttavia uneffetto Bemoulli, ossia una riduzionedella pressione in senso laterale dovutaal movimento in avanti dell'aria. Questoeffetto, come pure le proprietà elastichedei tessuti, tende a richiudere le pieghevocali. La pressione al di sotto dellaglottide diminuisce anch'essa, dato chela glottide si apre per far fuoriuscire aria.

A causa di questi fenomeni, i marginiinferiori delle pieghe vocali comincianoa chiudersi quasi immediatamente, an-che se quelli superiori si stanno ancoraaprendo. Questo fatto riduce ulterior-mente la forza esercitata dal flusso d'a-

62 LE sCIENzE n. 294, febbraio 1993 LE SCIENZE n. 294, febbraio 1993 63

Come viene prodotta la voce

Un discorso. una canzone, o semplicemente l'emissione di un suono richie-dono una complessa serie di azioni mentali e fisiche ben coordinate tra

loro. L'idea di articolare una parola può, per esempio, avere origine in unadelle aree del linguaggio della corteccia cerebrale. Il movimento della laringeè controllato dalla vicina area vocale mentre il segnale è trasmesso alla laringedai relativi neuroni. Di conseguenza. le pieghe vocali vibrano producendo unsuono ronzante che si propaga nella parte dell'apparato vocale situata soprala glottide - comprendente la faringe, la lingua, il palato, la cavità orale e quellanasale - e in questo percorso assume le caratteristiche con le quali è percepitodall'ascoltatore. Meccanismi basati sulla retroazione uditiva e tattile permetto-no all'oratore o al cantante di controllare in modo accurato l'emissione vocale.

AREACORTICALEDELLINGUAGGIO

AREA VOCALEDEL SEGMENTOMOTORIODEL GIROPRECENTRALE

TRATTOCORTICOBULBARE

TRONCO CEREBRALENUCLEOAMBIGUO

X NERVOCRANICO(VAGO)

MIDOLLOSPINALE

NERVOLARINGEOSUPERIORE

NERVOVAGO

NERVOLARINGEORICORRENTE

CARTILAGINETIROIDEA

(POMO D'ADAMO)

CARTILAGINECRICOIDE

ria. I margini superiori delle pieghe vo-cali ritornano allora nella posizione ini-ziale e chiudono la glottide. A questopunto la pressione torna ad accumularsial di sotto della glottide e il ciclo si ri-pete. (È necessario tener presente che viè pressione diretta e che le variazioni de-

scritte raramente fanno scendere a zerola pressione al di sotto della glottide.Questo fatto è importante per compren-dere le forze che regolano i movimentidelle pieghe vocali.)

Una parte importante di questo pro-cesso è che la zona inferiore delle pieghe

vocali comincia ad aprirsi e a chiudersiprima di quella superiore. Lo sposta-mento alterno del rivestimento delle pie-ghe vocali produce un moto ondulatorionello strato di mucosa. Se qualche fatto-re pregiudica la complessa vibrazione diquest'onda nella glottide, la voce puòpeggiorare o divenire rauca.

Le pieghe vocali non imprimono e-nergia all'aria vibrando come corde diviolino; aprendo e chiudendo la glottideesse creano «sbuffi» d'aria nell'appara-to vocale. L'improvvisa cessazione delflusso d'aria al termine di ogni sbuffoproduce una vibrazione acustica. Il mec-canismo è simile a quello che dà origineal suono prodotto battendo le mani.

Il suono emesso dalla laringe è com-plesso, contenendo una frequenza fon-damentale (l'altezza percepita del suo-no) e molte parziali superiori armoniche.(La frequenza si misura in hertz, il nu-mero di cicli di apertura e chiusura dellaglottide per secondo.) Per quanto sembrisorprendente, sia chi ha studiato cantosia chi non ha alcuna esperienza producepiù o meno lo stesso spettro acustico alivello di pieghe vocali.

La faringe (la regione compresa fra labocca e l'esofago), la cavità orale e lacavità nasale funzionano come una seriedi risonatori collegati. Il sistema è piùcomplesso di una tromba, in quanto hapareti flessibili e quindi può variare lapropria forma. In un risonatore alcunefrequenze sono attenuate mentre altrevengono amplificate, ossia irradiate conmaggior ampiezza. Alcune armoniche,perciò, diventano relativamente deboli ealtre si intensificano. Johan Sundbergdel Royal Institute of Technology diStoccolma ha dimostrato nel caso dicantanti (e il suo collega Gunnar Fant inquello di oratori) che l'apparato voca-le ha quattro o cinque frequenze di ri-sonanza importanti, dette «formanti».L'intensità del segnale vocale viene uni-formemente ridotta in tutto lo spettro difrequenze, tranne che in corrispondenzadelle formanti, dove ha un picco.

T e frequenze formanti sono determina-te dalla forma dell'apparato vocale,

che può essere alterata dalla muscolaturadella laringe, della faringe e della cavitàorale. Nel complesso, la lunghezza e laforma dell'apparato vocale di una perso-na sono caratteristiche individuali deter-minate dall'età e dal sesso: donne ebambini tendono ad avere un apparatovocale più breve che non gli uomini, edi conseguenza anche frequenze for-manti più elevate. Tuttavia le dimensionidell'apparato vocale possono essere, inuna certa misura, regolate volontaria-mente, e imparare a padroneggiarle èfondamentale per chi viene istruito nelcanto o nella recitazione.

Una frequenza di risonanza di parti-colare interesse è la cosiddetta formantedei cantanti, a cui sembra si debba attri-buire il suono «squillante» di una voce.La capacità di farsi sentire chiaramente

64 LE SCIENZE n. 294, febbraio 1993

2

ARIANELLA

TRACHEA

PIEGHE VOCALI

SUONO

MARGINESUPERIORE

DELLAPIEGA

VOCALE

5

6

--

INFERIOREDELLAPIEGA

VOCALE

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8

anche al di sopra dell'orchestra dipendesoprattutto dalla presenza di questa for-mante: c'è ben poca differenza signifi-cativa nell'intensità vocale massima dicantanti esperti e inesperti.

La formante dei cantanti cade fra2300 e 3200 hertz per tutti i suoni voca-lici. Oltre a dare chiarezza e rilevanzaalla voce, contribuisce anche alle diffe-renze di timbro. Nei bassi la formante siha intorno a 2400 hertz, nei baritoni a2600 hertz, nei tenori a 2800 hertz, neimezzosoprani a 2900 hertz e nei soprania 3200 hertz. La formante dei cantanti èspesso poco pronunciata nei soprani.

Il controllo di due caratteristiche vo-cali - la frequenza fondamentale e l'in-tensità - è cruciale. Un modo per innal-zare la frequenza fondamentale è quellodi aumentare la pressione della corrented'aria che fluisce attraverso la laringe.Per ragioni meccaniche, con l'aumentodi pressione le pieghe vocali tendono adallargarsi e a richiudersi più rapidamentee frequentemente. I cantanti imparano acompensare questa tendenza: in casocontrario, ogni volta che tentassero dicantare a un volume più elevato produr-rebbero anche note più acute.

La tecnica più efficiente per modifi-care l'altezza è quella di variare le pro-prietà meccaniche delle pieghe vocali.Quando si contrae il muscolo cricotiroi-deo, le cartilagini tiroidea e cricoide ruo-tano su se stesse, provocando uno stira-mento delle pieghe vocali. La variazioneespone un'area superficiale più vastadelle pieghe al flusso d'aria, rendendolepiù sensibili alla pressione dell'aria. Al-lunga inoltre le fibre elastiche delle pie-ghe vocali e aumenta la loro efficienzanel richiudersi. L'altezza del suono au-menta perché i cicli di apertura e chiu-sura della glottide (cicli di fonazione) siabbreviano e si ripetono più spesso.

L'intensità vocale, o volume, dipendeda quanta energia le vibrazioni delle pie-ghe vocali impartiscono all'aria nell'ap-parato vocale. Quando la pressione del-l'aria si innalza, l'ampiezza delle vibra-zioni aumenta perché le pieghe vocali siallargano maggiormente e si richiudonopiù bruscamente. Di conseguenza, du-rante ciascun ciclo di fonazione, il flussodell'aria attraverso la laringe si inter-rompe più nettamente, e l'intensità delsuono prodotto cresce. Un effetto similefa aumentare l'intensità del suono quan-do si battono le mani.

La vibrazione delle pieghe vocali è mo-strata, in una sezione verticale che passaattraverso la parte mediana delle pie-ghe, nel corso della produzione di unsingolo suono. Il punto di vista è fron-tale rispetto alla laringe. Prima che ilprocesso inizi (1) le pieghe sono uni-te. Si separano via via che l'aria vienesospinta verso l'alto attraverso la tra-chea (2-7) e poi tornano ad accostarsiquando l'emissione del suono cessa (8).

Un utile indicatore biofisico dell'effi-cienza delle strategie di controllo vocalepuò essere osservato nell'andamento delflusso d'aria durante ciascun ciclo di fo-nazione. Per esempio, un cantante o unoratore può tentare di aumentare l'inten-sità vocale innalzando eccessivamentesia la pressione dell'aria sia la resistenzadella glottide al flusso d'aria, per mezzodei muscoli del tratto vocale sottostantealla glottide e delle forze di adduzionedelle pieghe vocali (che fanno chiuderela glottide). Questa combinazione di for-ze produce la fonazione forzata, nellaquale l'ampiezza della frequenza fonda-mentale della voce è bassa nonostante ilconsiderevole sforzo fisico.

L'ampiezza del segnale vocale è bas-sa anche quando le forze di adduzionesono così deboli che le pieghe vocalinon entrano in contatto e la glottide di-venta inefficiente. In questo caso si hauna fonazione ansimante. Per contrasto,un'altra situazione, la fonazione di flus-so, è caratterizzata da una bassa pressio-ne dell'aria e da una debole forza di ad-duzione, che aumentano l'intensità dellafrequenza fondamentale e il volume del-la voce. Per identificare una fonazioneforzata, ansimante o di flusso, si posso-no registrare le variazioni del flusso d'a-ria nella glottide, producendo un graficochiamato glottogramma di flusso.

Sundberg ha dimostrato che un can-tante o un oratore può innalzare di 15decibel o più l'ampiezza della frequenzafondamentale soltanto passando dallafonazione forzata alla fonazione di flus-so. Perciò è chiaro che coloro che si af-fidano abitualmente alla fonazione for-zata compiono sforzi non necessari perraggiungere un volume vocale elevato.Le forze e il tipo di impiego dei muscolirichiesti per compensare questa ineffi-cienza possono danneggiare la laringe.

Conoscendo i meccanismi di controllovocale, si possono individuare e

correggere le cause di un cattivo uso del-la voce e di traumi alle pieghe vocali. Laconoscenza delle funzioni di ogni com-ponente dell'apparato vocale aiuta anchea mettere a punto strategie ottimali peril recupero di una voce compromessa.

Lo sviluppo di nuovi strumenti è statofondamentale per la scienza della voce.Fino agli anni ottanta, l'orecchio del me-dico era pressoché l'unico mezzo impie-gato per valutare la qualità e il funzio-namento della voce; non si disponeva diapparecchiature per analizzare e quanti-ficare le funzioni vocali.

Nel 1854, per esempio, un istruttoredi canto, Manuel García, ideò la tecnicadella laringoscopia indiretta, sfruttandoil Sole come fonte di luce e uno spec-chietto da odontoiatra posto nella boccadel soggetto per osservare le pieghe vo-cali. La laringoscopia indiretta divennerapidamente uno strumento di base per imedici, ed è impiegata ancora oggi, ben-ché si usi naturalmente una lampadaelettrica come fonte di luce.

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66 LE SCIENZE n. 294, febbraio 1993

Una voce sana e una «inferma» sono messe a confronto in questi sonogrammi ese-guiti mentre i soggetti emettevano la vocale «a». Il tempo trascorso dall'inizio allafine della registrazione è di circa 2 secondi. Le righe orizzontali indicano frequenzein hertz da zero, in basso, a 7000, in alto. Il sonogramma a sinistra è relativo a un

soggetto maschio con pieghe vocali normali, mentre quello a destra è stato prodottoda un paziente con escrescenze del tessuto delle pieghe vocali. Il sonogramma mo-stra un rumore eccessivo nell'intervallo al di sopra dei 5000 hertz e armonicheperturbate e indebolite fra 2000 e 4000 hertz. Il risultato è una voce aspra e rauca.

Tuttavia questa tecnica, per quantovalida, presenta molti svantaggi. È diffi-cile ingrandire a sufficienza le pieghevocali e documentarne fotograficamentele condizioni. Inoltre l'illuminazionestandard non permette di osservare le ra-pide e complesse vibrazioni delle pieghevocali.

Attualmente la principale tecnica diindagine delle vibrazioni delle pieghevocali è la strobovideolaringoscopia,nella quale un microfono posto vicinoalla laringe attiva uno stroboscopio cheillumina le pieghe vocali. Se la frequen-za della luce stroboscopica è di circa 2hertz fuori fase rispetto alla vibrazione,un osservatore può vedere le pieghe vo-cali come se fossero riprese al rallenta-tore. Una versione approssimativa diquesta tecnica venne in realtà impiegatanel XIX secolo, ma solo nell'ultimo de-cennio gli stroboscopi sono diventati ab-bastanza luminosi e le videocamere ab-bastanza sensibili da consentirne un usodiffuso.

L'effetto stroboscopico permette unesame dettagliato del margine delle pie-ghe vocali; è così possibile scorgere pic-cole formazioni, asimmetrie di vibrazio-ne, cicatrici, carcinomi in fase precoce ealtre anomalie della laringe, molte dellequali non sarebbero osservabili in lucenormale. L'analisi digitale delle imma-gini può inoltre fornire un quadro piùcompleto, sebbene la scarsa risoluzionedelle immagini e altri problemi abbianofinora limitato l'utilità di questa tecnica.

Un altro metodo per controllare le vi-brazioni delle pieghe vocali è l'elettro-glottografia. Si fa passare una debolecorrente ad alta frequenza attraverso dueelettrodi posti sul collo: le variazionidella differenza di potenziale generanoun'onda nell'apparecchio che rappresen-ta il contatto delle pieghe vocali. Infor-mazioni sullo stato della glottide apertapossono essere dedotte dalla fotoglotto-grafia, che misura la quantità di luce tra-smessa da un punto sottostante alle pie-ghe vocali, o dalla glottografia di flusso.

T e misurazioni della funzione aerodi-' namica, che comprendono un'esau-riente valutazione del funzionamentopolmonare e del flusso d'aria nella larin-ge, sono particolarmente utili. Nel com-plesso esse rivelano sia il funzionamentodella sorgente di energia per la voce sial'efficienza delle pieghe vocali nel con-trollare il flusso dell'aria. Le misurazio-ni della capacità fonatoria - ossia la ca-pacità di produrre suoni - sono semplicie utili per quantificare le disfunzioni vo-cali e valutare i risultati di una terapia.In queste prove si determinano l'esten-sione in frequenza e in intensità dellavoce, l'intervallo di tempo durante ilquale un suono può essere mantenuto ealtri fattori.

L'elettromiografia della laringe, unaaltra tecnica utile per lo studio della fun-zione vocale, comporta l'inserimento disottili elettrodi nei muscoli laringei. È

utile in circostanze particolari per deter-minare l'integrità e la funzionalità neu-romuscolare. Per esempio, la misurazio-ne della attività elettrica nei muscoli del-la laringe può far presagire il recuperodel paziente dopo una paralisi delle pie-ghe vocali. In questo caso, prima di con-sigliare l'intervento chirurgico, il medi-co può raccomandare l'attesa di una ri-presa spontanea.

Un abile laringologo o un altro ascol-tatore esperto può ricavare molte infor-mazioni dal suono di una voce. Tuttaviamedici e ricercatori hanno bisogno distrumenti capaci di quantificare le carat-teristiche vocali che sono significativeper l'orecchio. Gli strumenti disponibilisono d'aiuto, ma necessitano di ulteriorimiglioramenti.

Per esempio, la spettrografia acusticamostra lo spettro armonico e di frequen-za di una voce e fornisce una registra-zione visiva del rumore. Lo strumentofornisce una rappresentazione del segna-le acustico e permette una valutazioneglobale della qualità, dell'altezza e delvolume della voce. È possibile misurareun gran numero di caratteristiche: lastruttura delle formanti e la forza di unavoce, la frequenza fondamentale, l'ansi-to, il rapporto armoniche/rumore (ossiala chiarezza della voce) e le perturbazio-ni dell'ampiezza da ciclo a ciclo (bril-lantezza) e della frequenza da ciclo a ci-clo (tremolio). Tuttavia non è possibilerilevare difetti molto lievi. Per esempio,in studi sull'affaticamento vocale in can-tanti professionisti, la differenza fra unavoce fresca e una affaticata è di solitoevidente per l'orecchio, ma non per unostrumento anche sofisticato.

Anche gli aspetti psicologici della vo-ce sono fondamentali, ma le tecniche pervalutarli non sono adeguatamente stan-dardizzate. Tuttavia questionari ben con-cepiti. registrazioni su nastro e valuta-zioni della voce da parte di diversi os-servatori hanno potenziato l'utilità diquest'analisi. Tutti questi strumenti aiu-

tano a rilevare e registrare in modo piùvalido e affidabile le informazioni con-tenute nel suono di una voce.

Con i progressi tecnologici nella dia-gnosi e nella terapia di patologie

della voce, la necessità di interventi chi-rurgici alla laringe si è ridotta. Alcuni di-sturbi si risolvono prescrivendo sempli-cemente dei farmaci. Questi devono pe-rò essere usati con cautela tenendo contodegli effetti collaterali che possono es-sere dannosi per la voce. Per esempio,gli antistaminici provocano secchezzadella mucosa dell'apparato vocale con,a volte, tosse e raucedine e le proprietàanticoagulanti dell'aspirina possono fa-vorire emorragie delle pieghe vocali.

Sono state messe a punto diverse tec-niche di riabilitazione per i casi di dannidovuti a un uso scorretto della voce. Laterapia vocale facilita la respirazione e ilsupporto da parte dei muscoli addomi-nali e aiuta a eliminare la tensione ec-cessiva nei muscoli della laringe e delcollo. Può anche curare alcune patologiedelle pieghe vocali, soprattutto i noduli.La terapia aiuta i pazienti a usare appro-priatamente ciascuna componente del-l'apparato vocale in modo da evitarel'affaticamento della voce, a mantenereun livello corretto di umidità e di muconell'apparato vocale e ad alleviare gli ef-fetti del fumo e di altri rischi ambientali.

Una buona igiene e tecnica vocale tal-volta non sono sufficienti. Alcuni pro-blemi del tessuto laringeo devono essererisolti con l'intervento chirurgico: fra diessi vi sono i noduli che non sono scom-parsi con la terapia vocale e formazioniquali polipi (escrescenze di tessuto mol-le) e cisti (masse ripiene di liquido).

La maggior parte delle patologie be-nigne è fortunatamente superficiale. Conuna varietà di delicate tecniche micro-chirurgiche, è oggi generalmente possi-bile rimuovere lesioni dell'epitelio odello strato superficiale della laminapropria senza intaccare gli strati inter-

medio o profondo di questo tessuto, cheformano cicatrici. Questi procedimentiprendono comunemente il nome di fo-nochirurgia (un termine che in origineindicava interventi destinati ad alterarel'estensione e la qualità della voce).

Molti di questi interventi si eseguonoattraverso la bocca, mentre il chirurgoosserva la laringe con un laringoscopiorigido; un microscopio ingrandisce ilcampo operatorio. In questo modo il chi-rurgo può intervenire sulle anomaliepresenti per mezzo di microbisturi, lasere altri strumenti.

Noduli, polipi e cisti sul margine vi-bratorio delle pieghe vocali vengono ri-mossi con strumenti chirurgici tradizio-nali. L'intervento può essere estrema-mente mirato: in alcuni casi si può sol-levare la mucosa delle pieghe vocali, ri-muovere una cisti o un'altra massa sot-tostante e ricollocare la mucosa nella suasede. Questi interventi pressoché nontraumatici non richiedono un periodo diriposo dopo l'operazione e, di solito, so-no seguiti da una rapida guarigione e daun ripristino della qualità vocale.

I laser, spesso esaltati come rivoluzio-nari strumenti chirurgici di alta tecnolo-gia, non sono sempre la scelta miglioreper interventi alla laringe. Alla concen-trazione di energia necessaria per ese-guire l'ablazione di tessuto, il fascio diun normale laser ad anidride carbonicaè circondato da un alone termico largoanche 0,5 millimetri. Se il fascio fossediretto su una lesione del margine dellapiega vocale, il calore potrebbe provo-care la formazione di cicatrici negli stra-ti intermedio e profondo della laminapropria. Il tessuto cicatriziale darebbeorigine a un segmento non vibrante dellapiega vocale e a conseguente raucedine.

Tuttavia il laser ad anidride carbonicaè estremamente utile per certe lesioni.Può riparare varici nei vasi sanguignidelle pieghe vocali, che potrebbero dareorigine a emorragie, e può vaporizzare ivasi che irrorano polipi, papillomi e al-

cuni tumori della laringe. Ulteriori ricer-che e progressi della tecnologia laserforniranno con tutta probabilità nel pros-simo futuro uno strumento più adatto perla microchirurgia delle pieghe vocali.

Nuove tecniche chirurgiche per modi-ficare lo scheletro laringeo sono state in-trodotte da Nabuhiko Issiki di Kyoto esono divenute estremamente utili per iltrattamento della paralisi delle pieghevocali, che spesso consegue a infezionivirali, interventi chirurgici o neoplasie.Tradizionalmente questa patologia veni-va curata iniettando piccoli volumi diTeflon nella piega vocale colpita. Il Te-flon sospinge la piega paralizzata versola linea mediana della glottide e permet-te alla piega normale di entrare in con-tatto con essa. La glottide riesce così achiudersi e le condizioni della voce delpaziente spesso migliorano.

Tuttavia, sebbene il Teflon sia relati-vamente inerte, non è raro che i tessutireagiscano contro di esso. Inoltre spessol'iniezione di Teflon rende rigido il mar-gine della piega vocale pregiudicando laqualità della voce. Tra l'altro, anche sei risultati dell'iniezione di Teflon sonoinsoddisfacenti, è difficile rimuoverlodai tessuti.

Per queste ragioni le iniezioni di Te-flon sono state generalmente sostituitedalla tireoplastica, una tecnica che ri-chiede una piccola apertura nello sche-letro laringeo attraverso la quale la car-tilagine tiroidea e i tessuti della laringevengono spinti verso l'interno. La carti-lagine così abbassata è mantenuta in po-sizione inserendo un blocchetto di Sila-stic. Questa operazione spinge la piegavocale verso la linea mediana della glot-tide senza richiedere l'iniezione di unasostanza estranea nei tessuti e ha il van-taggio di essere discretamente reversibi-le. I miei colleghi e io abbiamo inoltreintrodotto di recente una tecnica in cui,al posto del Teflon, si utilizza una pic-cola quantità di tessuto adiposo preleva-to dall'addome o dal braccio del pazien-

te. Anche questo è un procedimento re-lativamente semplice e che non presentagli svantaggi dell'uso del Teflon, ma ri-chiede ulteriori studi.

Un intervento chirurgico sullo schele-tro della laringe può mutare anche il re-gistro di voce del paziente. Il chirurgopuò innalzare il registro ruotando le car-tilagini tiroidea e cricoide e restringendolo spazio fra esse. Queste modificazioniallungano e tendono le pieghe vocali.Oppure si possono asportare sezioni ver-ticali della cartilagine tiroidea per accor-ciare le pieghe vocali, diminuirne la ten-sione e rendere più grave il registro. Irisultati di questi interventi non sonoprevedibili a sufficienza perché i cantan-ti e coloro che utilizzano la voce nellaloro professione ricorrano a essi per ra-gioni puramente estetiche; tuttavia essisi rivelano utili nel trattamento di alcuneanomalie della voce e per alterare il re-gistro della voce in pazienti sottoposti aintervento per il cambiamento del sesso.

'poiché la maggior parte dei progressi1- nel trattamento della voce umana harichiesto la collaborazione di medici,studiosi della voce, esperti di anomaliedel linguaggio, insegnanti e cantanti, laloro adozione pratica nei centri medici èstata insolitamente rapida. Inoltre il ten-tativo di istruire i pazienti, coloro chestudiano canto o recitazione, i loro inse-gnanti e il pubblico in generale sull'im-portanza della voce e delle sue patologieha avuto risultati gratificanti. L'appren-dimento è spesso la miglior medicinapreventiva e ha già ridotto la maggiorparte dei problemi vocali evitabili.

Per continuare a progredire in questocampo abbiamo bisogno di conoscenzescientifiche a livello ancora più basilare,di migliori mezzi clinici di valutazionee quantificazione e di strumenti chirur-gici più perfezionati, come per esempiolaser più efficaci. Questi passi avanticonsentiranno non solo miglioramentinella terapia, ma anche importanti appli-cazioni nello sviluppo e nell'educazionedella voce.

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