Речевой аппарат

Для произнесения звуков человеческой речи нужны согласованные сокращения и расслабления мышц гортани, языка, губ, мягкого нёба, глотки, а также и дыхательных мышц. Названные мышцы иннервируются подъязычным, блуждающим, лицевым, диафрагмальным нервами, а также мотонейронами спинного мозга, регулирующими сокращения дыхательной мускулатуры. Координацию мышечной деятельности, необходимой для экспрессивной речи, осуществляет специфический речевой центр (зона Брока).

Звуки речи возникают во время выдоха, поэтому дыхание и речь необходимо согласовывать. При разговоре человек должен регулировать скорость и продолжительность выдоха, в связи с чем ему приходится контролировать глубину вдоха, чтобы набранного в лёгкие воздуха хватало для произнесения фразы определённой длины. Произвольное управление дыханием особенно наглядно проявляется при пении, когда быстрый вдох сменяется продолжительным контролируемым выдохом, соответствующим длине музыкальной фразы.

Во время прохождения воздуха через голосовую щель происходят регулярные колебания голосовых связок гортани, заставляющие колебаться с той же частотой воздушный поток в «голосовом тракте» (полости глотки, носа и рта). Колебания воздуха в голосовом тракте создают звуки, высота которых (высота голоса) соответствуют основной частоте колебаний голосовых связок. Воспроизведение таких звуков определяется как фонация, эти звуки можно пропеть, а в составе языка они называются гласными. Высоту звуков можно изменять, варьируя натяжение голосовых связок и соответствующей ему величины подсвязочного давления. Натяжение голосовых связок человек регулирует произвольно, управляя сокращениями мышц гортани и дыхательной мускулатуры.

Полости носа и рта имеют собственные частоты колебаний и выполняют функцию резонаторов, когда в них происходят колебания воздуха. Этот процесс управляется сокращениями мышц языка, губ, мягкого нёба и глотки. Он необходим для произнесения согласных звуков и определяется как артикуляция. Звонкие согласные, например [д], возникают при одновременном колебании голосовых связок, глухие согласные, например [т], создаются без участия гортани. В отличие от гласных согласные звуки невозможно пропеть.

Самая низкая частота колебаний воздушного столба в гортани характеризуется наибольшей амплитудой и воспринимается на слух как самая громкая: она называется основной. Одновременно с этой частотой голосовые связки, а затем и расположенный над ними воздушный столб колеблются с большими частотами, кратными частоте основного тона. Они обусловлены колебаниями независимых сегментов воздушного столба, что образует обертоны. Сочетание основного тона с обертонами создаёт индивидуальный узнаваемый тембр голоса. Полости носа и рта действуют не только как резонаторы, но и как фильтры, поскольку поглощают некоторые частоты больше остальных, что определяется размером и формой полостей в данный момент. После такого поглощения при произнесении гласных сохраняется лишь часть акустической энергии гортани, соответствующая непоглощённым частотам, которые называются формантами. Формантные частоты различаются у одной и той же гласной в зависимости от того, с какой согласной она образовала слог. Распознание речи на слух основано на различении формант, а, следовательно, наименьшими смысловыми единицами устной речи являются слоги.