แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของเส้นเสียงและกล่องเสียง

ในที่สุดก็เป็นครั้งแรกที่สามารถทำการจำลองได้ว่าเส้นเสียงสามารถสร้างโน๊ตที่ต่ำและสูงสำหรับการร้องเพลงได้อย่างไร

แบบจำลองแสดงให้เห็นถึงชั้นของเนื้อเยื่อภายในเส้นเสียง ซึ่งตอบสนองต่อการยืดตัวโดยกล้ามเนื้อของกล่องเสียง ซึ่งเป็นกระบวนการหนึ่งที่รู้จักกันดีอยู่แล้วที่ทำให้พวกเราสามารถร้องเพลงในระดับเสียงที่แตกต่างกันได้

“ในสัตว์และมนุษย์ที่ยังมีชีวิตอยู่ คุณไม่สามารถศึกษาเส้นเสีย และสำรวจเนื้อเยื่อของมันว่ามันประพฤติตัวอย่างไรได้ ดังนั้นพวกเราจึงจำลองเส้นเสียงขึ้นมา” ผู้เขียนงานวิจัยร่วม ดอกเตอร์ Tobias Riede จาก Midwestern University ใน Arizona กล่าว

“แม้ว่าเราจะรู้อยู่แล้วมาตั้งแต่ปี 1970 ว่าเส้นเสียงนั้นประกอบขึ้นด้วยชั้นของเนื้อเยื่อ แต่หน้าที่ของมันนั้นยากที่จะทำการศึกษา” เขากล่าว

ดอกเตอร์ Riede และทีมวิจัยของเขาได้พัฒนาระบบจำลองคอมพิวเตอร์สำหรับเส้นเสียงและทำการจำลองแบบจำลองกว่าล้านแบบเพื่อทำความเข้าใจโครงสร้างของเส้นเสียงที่มีความซับซ้อนว่าสามารถสร้างระดับเสียงในช่วงกว้างได้อย่างไร

พวกเขาพบว่า เมื่อเส้นเสียงถูกยืดออกโดยกล้ามเนื้อของกล่องเสียง บางส่วนของชั้นเนื้อเยื่อจะเริ่มแข็งและหยุดการสั่น และปล่อยให้ชั้นที่มีความยืดหยุ่นมากกว่าเกิดการสั่นและก่อให้เกิดเสียง

ยิ่งทำการยืดมากเท่าไหร่ จำนวนของชั้นเนื้อเยื่อที่มีความแน่นจะมากขึ้น และชั้นเนื้อเยื่อที่เกิดการสั่นจะน้อยลง ซึ่งส่งผลให้เส้นเสียงนั้นบางลงและทำให้เกิดเสียงที่อยู่ในช่วงเสียงระดับสูง

นักวิจัยค้นพบว่า แบบจำลองสามารถช่วยอธิบายได้ว่าทำไมสัตว์อื่นเช่น เสือ ลิงวอก หนูและกวางถึงสามารถสร้างช่วงของเสียงที่แตกต่างกันออกไปได้

การค้นพบในครั้งนี้ตีพิมพ์ในวารสารทางวิชาการระดับนานาชาติ PLoS Computational Biology

ในขณะเดียวกัน ช่วงของเสียงในแต่ละบุคคลนั้นเกิดขึ้นมาจากพันธุกรรมด้วย การศึกษาแนะว่า การออกกำลังเสียงสามารถที่จะช่วยขยายและรักษาระดับของเสียงได้

“กรรมพันธุ์นั้นเป็นสิ่งสำคัญอีกด้วย ดังนั้นไม่ใช่ทุกคนสามารถที่จะเป็น Joan Sutherland ได้” ดอกเตอร์ Riede กล่าว

“แต่แน่นอน การออกกำลังเสียงสามารถช่วยได้”

เขากล่าวว่า “ชั้นของเส้นเสียงในครูที่ใช้เสียงทุก ๆ วันจะมีความแตกต่างกับกลุ่มที่แทบจะไม่ได้พูดเลย”

ดอกเตอร์ Riede กล่าวว่า “การค้นพบครั้งใหม่นี้สามารถช่วยฟื้นความสามารถทางเสียงในกลุ่มคนที่กล่องเสียงได้รับบาดเจ็บจากโรคร้ายได้เช่นโรคมะเร็ง”

ในบางครั้งอาการบาดเจ็บก็รุนแรงมากเกินไปที่จะทำการซ่อมแซมได้

ด้วยความเข้าใจลักษณะโครงสร้างและการทำงานของมันได้เป็นอย่างดีจากแบบจำลองนี้ แทนที่เราจะทำการซ่อมเส้นเสียงที่ถูกทำลายไปนั้น การศัลยกรรมอาจจะเป็นหนทางหนึ่งที่จะเข้ามาแทนที่ในจุดนี้ได้

“เส้นเสียงและกล่องเสียงนั้นเป็นอวัยวะที่มีความเฉพาะตัวอย่างมาก” เขากล่าว

ที่มา: http://www.abc.net.au/news/2016-06-17/how-the-human-voice-produces-notes-over-a-large-range/7517254

ที่มา : http://www.vcharkarn.com/vnews/505155