Nasaaleista vesivastukseen : Vertaileva tutkimus semiokluusioharjoitusten vaikutuksista ääneen

Abstract

Puolisulkuharjoitteet (Semiokluusiot, SOVT) ovat useimpien ääniharjoitusmetodien peruspilareita. Ääntöväylän osittainen kaventaminen tai pidentäminen lisää väylän virtausvastusta ja äänihuulten yläpuolista ilmanpainetta ja vaikuttaa siten väylän ja äänihuulten väliseen vuorovaikutukseen. Neljän kokeellisen tutkimuksen tavoitteena oli vertailla äänenharjoittamisen perinteessä käytettyjen, virtausvastukseltaan erilaisten puolisulkuharjoitteiden vaikutuksia äänilähteeseen ja ääntöväylään sekä tutkia puolisulkuharjoitteisiin liittyviä käytänteitä ja harjaantuneisuuden vaikutusta harjoitusvasteeseen tutkimushenkilöillä, joilla ei ollut tiedossa olevia ääniongelmia. Tutkittavat olivat pääosin vokologian ja logopedian opiskelijoita. Vaikutuksia tarkasteltiin suun ilmanpaineen, magneettiresonanssikuvantamisen, elektroglottografian, akustisen laatuindeksin, itsearvioinnin ja tilastollisen päättelyn avulla.

Mittaustulokset nielun ja kurkunpään eteisontelon välisestä pinta-alasuhteesta (A<SUB>hf</SUB>/A<SUB>e</SUB> -suhde) ja kurkunpään korkeudesta viittaavat siihen, että eniten ääntöväylän virtausvastusta lisäävät harjoitteet, kuten bilabiaalinen frikatiivi ja kapeaan pilliin ääntäminen, tuottavat suuremman tilavuussuhteen kuin vähemmän virtausvastusta antava [m:]-nasaali. Vastaavanlaisena harjoitteena voivat, ainakin kokeneella äänenharjoitusten tekijällä, toimia myös suppeat vokaalit kuten [i:] ja [u:]. Kurkunpää laskee eniten [m:] -harjoitteessa, kun harjoitteen aikana kieli lepää suun pohjalla. Näin tehtynä saadaan myös suurempi ääntöväylän tilavuus kuin, jos kieli pidetään lähellä kitalakea.

Niin sanotussa vesivastusharjoituksessa käytetyt Resonaattoriputki (27 cm, 9 mm Ø) ja Lax Vox-putki (35 cm, 10 mm Ø) eivät juurikaan eroa virtausvastuksen suhteen, vaikka putkien halkaisija tai pituus eroavat toisistaan, vaan vastus määräytyy putken upotussyvyyden mukaan. Harjoitusvaikutusten erot putkien välillä vaikuttivat riippuvan enemmänkin yksilöstä kuin harjaantuneisuudesta. Lax Vox-putkella suupaineen rytmittäinen vaihtelu oli laajempaa johtuen putken suuremmasta läpimitasta. Lax Vox-putkella saattaakin tästä syystä olla suurempi hieronnan kaltainen vaikutus. Resonaattoriputki tarjoaa puolestaan voimakkaamman resonanssivärähtelytuntemuksen, millä voi olla merkitystä ääntökontrollin harjaantumisessa.

Vesivastusharjoite toteutettuna siten, että, putken pää upotetaan 10 cm:n syvyyteen veteen, nostaa tulosten mukaan suun ilmanpainetta (subglottaalisen paineen estimaattia) ja äänihuulten välistä kontaktia saman verran kuin voimistettu tai puristeinen ääntö, mutta toisaalta ääniraon alapuolisen ja yläpuolisen ilmanpaineen erotus, transglottaalinen paine (Ptrans), oli pienempi. Ei siis voida varmuudella päätellä, lisääkö niin sanottu syväpulputus äännön kuormittavuutta. Erityisesti harjaantuneet tutkimushenkilöt näyttivät pystyvän tekemään harjoituksen taloudellisemmin, koska äänihuulikontakti ja Ptrans olivat keskimäärin pienemmät kuin harjaantumattomilla. Kun osallistujat tekivät syvävesiharjoitteen valitsemallaan miellyttävällä voimakkuudella, rasitus kohdistui itsearvion mukaan enemmänkin hengityslihaksiin ja huulioon kuin kurkunpäähän.

Vesivastusharjoitetta, nasaalia [m:] ja äänilepoa käytettiin palautumisharjoitteina kuormituksesta palautumiseen. Äänen kuormituksen ja palautumisen akustisia muutoksia tarkasteltiin akustisen äänenlaatuindeksin (AVQI) ja sen osaparametrien sekä itsearvioinnin avulla. Tutkimushenkilöiden äänen kuormittuneisuus tai palautuneisuus ei näkynyt AVQI:ssa merkitsevästi. Sen sijaan SPL ja AVQI:n osaparametrit shimmer ja tilt näyttäisivät tulosten perusteella kuvastavan kuormitusta. Kuormitustehtävän jälkeen SPL ja shimmer olivat suurempia. Väsymystä koettiin kohtalaisesti, ja spektrin kaltevuutta (erityisesti spektrin korkeilla taajuuksilla) kuvaava Tilt korreloi negatiivisesti kuormitustuntemusten määrän kanssa. Palautuminen vähensi shimmeriä, kasvatti HNR:ää ja Tilt-parametria. SPL pieneni merkitsevästi leporyhmällä ja nasaaliryhmällä. Palautumismenetelmät eivät kuitenkaan eronneet toisistaan merkitsevästi.

Tutkimus osoitti, että enemmän virtausvastusta antavat puolisulkuharjoitteet voivat auttaa kohti taloudellisempaa äänentuottoa, mutta harjaantuneisuus hyödyttää, kun virtausvastusta on vähän. Harjaantumattomilla saattaisikin olla hyödyllistä aloittaa suuremman virtausvastuksen tarjoavilla harjoituksilla, kuten kapeilla pilleillä. Vesivastusharjoitteissa yleisesti käytetyt Resonaattoriputki ja Lax Vox-tyyppinen putki eivät eroa toisistaan, kun upotussyvyys on sama, joten putken valintaan vaikuttaisi enemmänkin harjoittajan preferenssi. Kun ääniharjoitukseksi valitaan syvävesivastusharjoitus, tarvitaan isompi subglottaalinen ilmanpaine ja tiiviimpi äänihuulisulku, jolloin myös äänen kuormitus kasvaa. Sitä toisaalta kompensoi se, että samalla suupaineen kasvu pienentää äänihuulten ala- ja yläpuolisen paineen eroa eli ns transglottaalista painetta. Harjaantuneisuudesta näyttää olevan etua tässäkin harjoituksessa, ja suun paineen (Poral) nousua tasapainotetaan virtausta vähentämällä. Puolisulkuharjoitteiden teon ohjauksella voidaan estää virtausvastuksen ylikompensointia. Äänellisestä kuormituksesta palauttavat harjoitukset näyttäisivät akustisten muutosten perusteella arvioituna voivan vähentää äänen karheutta, hälypitoisuutta ja puristeisuutta.

Voidaan todeta, että puolisulkuharjoitteet tuottavat yksilöllisiä harjoitusvasteita, jotka todennäköisesti ovat yhteydessä harjoittajan taitoon yhdistää eri aistien tuottamaa tietoa ääntöväylässä tapahtuviin muutoksiin. Vasteet voivat olla neuromuskulaarisia ja siten lihasta aktivoivia tai (vesivastusharjoitteessa) matalataajuusvärähtelyistä johtuvia lihasta sekä aktivoivia että rentouttavia vaikutuksia. Puolisulkuharjoitteiden harjoitusvasteet näyttävät olevan luonteeltaan adaptogeenisiä eli tasapainottavia: liian tiivisti lähennettyjä äänihuulia (suhteessa alapuoliseen ilmanpaineeseen) höllennetään ja puolestaan liian höllästi lähennettyjä äänihuulia lähennetään tiiviimmin.

Semiocclusion exercises (Semiocclusions, SOVT) are the main components of most vocal training methods. Partial narrowing or lengthening of the vocal tract (VT) increases the flow resistance of the VT and the air pressure above the vocal folds and thus strengthens the interaction between the VT and the vocal folds. The aim of the four experimental studies was to compare the effects of SOVT exercises with different flow resistances used in the voice training tradition on the sound source and the vocal tract, and to investigate practices related to SOVT exercises and the effect of trainees’ experience on the exercise response in research subjects who had no known voice problems. The subjects were primarily students of vocology and logopedics. Effects were examined using oral air pressure measurement, magnetic resonance imaging, electroglottography, acoustic quality index, self-assessment and statistical reasoning.

The MRI based measurement results of the area ratio between the pharynx and the vestibular cavity (Ahf/Ae ratio) and the height of the larynx suggest that the exercises that increase the flow resistance of the vocal tract the most, such as the bilabial fricative and phonation into a narrow straw, produce a higher area ratio than the [m:] nasal, which provides less flow resistance . Closed vowels such as [i:] and [u:] can also serve as a similar exercise, at least for an experienced vocal exerciser. The larynx descends the most in the [m:] exercise, when the tongue rests on the floor of the mouth during the exercise. By doing this, you also get a larger VT volume than if the tongue is kept close to the palate.

The Resonance tube (27 cm, 9 mm Ø) and the Lax Vox tube (35 cm, 10 mm Ø) used in the so-called water resistance exercise do not differ much in terms of flow resistance, even though the diameter or length of the tubes differ, but the resistance is determined by the depth of immersion of the tube in water. The differences in the training effects between the tubes seemed to depend more on the individual than on training. With the Lax Vox tube, the rhythmic variation of mouth pressure was wider due to the larger diameter of the tube. For this reason, the Lax Vox tube may provide a greater massage-like effect. The resonance tube, on the other hand, offers a stronger sensation of resonance vibration, which can be important in training the laryngeal and VT adjustment.

Water resistance exercise performed in such a way that the end of the tube is immersed in water to a depth of 10 cm, according to the results, increases the air pressure in the mouth (estimate of subglottal pressure) and the contact between the vocal folds by the same amount as loud or strained phonation, but on the other hand, the difference in air pressure below and above the glottis, transglottal pressure (Ptrans), was smaller. So it is not possible to conclude with certainty whether the so-called deep bubbling increases the load on the vocal folds. In particular, the trained subjects seemed to be able to do the exercise more economically, because the vocal cord contact and Ptrans were on average smaller than for the non-trained subjects. When the participants did the deep bubbling exercise at a comfortable intensity of their choice, according to self-assessment, the stress was more on the respiratory muscles and lips than on the larynx.

Water resistance exercise, nasal [m:] and voice rest were used as recovery exercises after a vocally loading task. Acoustic changes after voice loading and recovery were examined using the acoustic voice quality index (AVQI) and its sub-parameters, as well as self-assessment. The load or recovery of the voice of the participants was not significantly reflected in the AVQI. Instead, based on the results, SPL and the sub-parameters shimmer and tilt of AVQI seem to reflect the loading effect. After the loading task, SPL and shimmer were higher. Fatigue was experienced moderately, and Tilt, which describes the slope of the spectrum (especially at the high frequencies of the spectrum), was negatively correlated with the level of load sensations. Recovery reduced shimmer and increased HNR and Tilt parameters. The SPL decreased significantly in the rest group and the nasal group. However, recovery methods did not differ significantly.

The study showed that SOVT exercises that provide more flow resistance can help towards more economical sound production, but earlier experience in voice training is beneficial when there is little flow resistance. It might be useful for the inexperienced to start with exercises that offer greater flow resistance, such as narrow straws. The Resonance tube and the Lax Vox-type tube, which are commonly used in water resistance exercises, do not differ from each other when the immersion depth is the same, so the choice of the tube would be influenced more by the exerciser's preference. When a deep water resistance exercise is chosen as the vocal exercise, a larger subglottal air pressure and a tighter glottal closure are needed, which also increases the vocal load. On the other hand, it is compensated by the fact that at the same time the increase in mouth pressure reduces the difference between the pressure below and above the vocal folds, i.e. the so-called transglottal pressure. Being trained seems to have an advantage in this exercise as well, and the increase in oral pressure (Poral) is balanced by reducing the flow. Overcompensation of flow resistance can be prevented by controlling the performance of SOVT exercises. Based on the acoustic changes, it seems that the exercises that recover the voice after load can reduce the roughness, noise content and tightness of the voice.

It can be stated that SOVT exercises produce individual exercise responses, which are probably connected to the practitioner's skill in combining information from different senses with the changes occurring in the VT. The responses can be neuromuscular and therefore muscle activating, or both muscle activating and relaxing effects due to low frequency vibrations (in water resistance exercising). The training responses of SOVT exercises seem to be adaptogenic (balancing) in nature: vocal folds that are too closely approximated in relation to the air pressure below them are relaxed and, on the other hand, vocal folds that are too loosely approximated are adducted more tightly.