Die Wissenschaft des Schlagens die hohen Töne

(ISNS)--für ein Publikum, das die traditionelle Weihnachten von Mozarts Oper "Die Zauberflöte Aufführungen", ein Highlight ist die Arie "Königin der Nacht." Aber Soprane, die oft die Arie singen müssen mit mehr Angst als Vorgriff auf die Leistung.

Die anspruchsvollen Solo erfordert die Sängerin, Notizen über zweieinhalb Oktaven über dem mittleren C - eine Leistung, oft gefolgt von Stimme Müdigkeit und das Risiko der vocal Übernutzung zu erreichen.

Einige Musikwissenschaftler haben spekuliert, dass Sänger einen anderen Vokalen Prozess beschäftigen, wenn Sie extrem hohe Töne zu schlagen, als sie tun, wenn niedrigere Tonhöhen intonieren. Aber ein deutsch-schwedisches Forscherteam mit einem erfindungsgemäßen Verfahren von imaging-die Stimmbänder hat diese Theorie in Verruf gebracht.

"Es gibt keine offensichtlichen große Unterschiede in der Stimme-Produktion bei hohen Grundfrequenzen im Vergleich zu niedrigeren Frequenzen,", sagte Matthias Echternach Universitätsklinikum Freiburg Institute of Musicians Medizin in Deutschland.

Der Befund ist nicht ganz überraschend. Mehrere Experten haben die Idee, ein anderes Mittel in Frage für die Herstellung von ultra-hohe Töne.

Bemerkenswert ist der Ansatz, den das Team verwendet, um das Ergebnis zu erhalten: ein flexibler Glasfaser-Schlauch mit einer starken Lichtquelle ausgestattet und einer Highspeed-Kamera durch eine Sängerin Nase nach unten verlegt. Dieses High-Tech-Endoskop, konnte wie das Gerät bekannt ist, das Team eines Sängers Vokaltrakt 20.000 Bilder pro Sekunde erfassen.

"Das Projekt Verdienst liegt in der Technologie der Hochgeschwindigkeitsaufnahmen,", sagte Ingo Titze, geschäftsführender Direktor des National Center for Voice & Rede in Salt Lake City, Utah.

Echternach, durchgeführt von der Forschung mit den Freiburger Kollegen Louisa Traser und Bernhard Richter, Michael Döllinger des Universitätsklinikum Erlangen und Johan Sundberg des Voice-Forschungszentrums KTH in Stockholm, Schweden.

Stimmbänder, technisch bekannt als Stimmlippen, bestehen aus Schichten des Gewebes, die Klang zu erzeugen, wenn sie vibrieren. Je schneller die Schwingungen, desto höher ist die Tonhöhe des Klangs schaffen sie. Dieser Prozess, wobei der Widerstand, den die Vibrationen um Luft aus der Lunge erzeugen zur Emission von Klängen führt so vielfältig wie Flüstern, schreien und Gesang, bekannt als Stimmbildung.

Herren Stimmlippen schwingen in der Regel zu Preisen zwischen 90 und 500 Zyklen pro Sekunde oder Hertz. Für Frauen ist die übliche Palette 150 bis 1000 Hertz. Aber um solche Werke als die Königin der Nacht Arie singen, Sopranos müssen anstrengen, um schneller als 1050 Hertz Schwingungen erzeugen.

"Es gibt nicht zu viele Sänger, die die Arie mit guter künstlerische Qualität auf der Bühne tun können," sagte Echternach.

Die Schwierigkeit des Singens in einem hohen Register, manchmal genannt ein Rohr oder Pfeife Register wegen das Timbre der Noten, führte zu Andeutungen, dass es einen anderen Prozess verwendet für die tiefen Töne erfordert.

Bei diesen hohen Frequenzen Echternach, sagte, "haben viele Menschen davon ausgegangen, dass die Stimmlippen völlig steif sind und nicht vibrieren." In diesem Fall könnte die höchste aufgeschlagen Klänge von Turbulenzen in den Vokaltrakt führen.

Überprüfen, ob die Annahme schwierig zu erhalten als Nahaufnahme der Stimmbänder erfordert, als ein Sänger das höchste Register erreicht.

"Bis jetzt gab es nur einige Studien mit niedrigen Bildraten, Einsatz von Techniken wie z.B. Stroboskopie und Laryngoskopie," sagte Echternach. "Alle haben schwerwiegende Probleme bei der Analyse von Phonation bei diesen hohen Frequenzen."

Das Team Endoskop angeboten eine erfinderische Lösung in zweierlei Hinsicht. Es enthielt die neuesten High-Speed-imaging-Technologie. Und das Team das Gerät "Transnasally"--das heißt, durch der Sopranistin Nase--anstatt Transorally in den Hals eingesetzt.

"Ich würde erwarten, dass ein Transoral System 80.000 bis 100.000 Bilder pro Sekunde böte, aber Transoral Laryngoskopie problematisch ist", sagte Echternach. "Denke an singen, während Sie Ihre Zunge herausragen und mit einem Rohr in Ihrem Mund. Ich würde vorschlagen, daß die Spannungen in den Fächern, die analysiert werden konnte nicht die selbe wie normal."

Der Komfort Faktor für die Sängerin, als sie erreichte ihren höchsten Töne mehr als kompensiert die niedrigere Framerate der transnasalen Ansatz.

Als ihr Thema stützte sich das Team auf eine Sopranistin mit dem, was sie nennen "eine professionell ausgebildete Stimme [, die einen Saal füllen kann] ohne die Verstärkung eines Mikrofons."