Giọng nói của bạn hoạt động ra sao: Khoa học đầy đủ

Điều gì xảy ra trong nửa giây giữa lúc bạn nghĩ ra một từ và lúc nói ra?

Giọng nói của bạn được tạo ra bởi ba hệ thống hoạt động nối tiếp nhau: phổi đẩy không khí ra, luồng khí đó làm rung hai nếp mô nhỏ trong cổ họng, và những rung động ấy được định hình lại khi đi qua miệng và mũi. Toàn bộ quá trình mất khoảng 50 mili giây.

Nhưng đây là điều làm tôi bất ngờ khi bắt đầu tìm hiểu: dây thanh của bạn thực ra không phải là dây. Chúng là những nếp mô gồm năm lớp riêng biệt, mỗi lớp đảm nhận một nhiệm vụ cụ thể. Và phần vật lý phía sau đủ khiến một kỹ sư cơ khí phải ghen tị - chúng ta đang nói về mô rung hơn 100 lần mỗi giây, được điều khiển bởi những cơ mà bạn chưa bao giờ ý thức nghĩ tới.

Tôi đã dành nhiều tháng đọc các bài nghiên cứu, trò chuyện với huấn luyện viên giọng nói và thử nghiệm trên chính giọng của mình. Những gì tôi học được đã thay đổi hoàn toàn cách tôi nghĩ về việc nói. Nếu bạn muốn hiểu vì sao giọng mình nghe như vậy - và liệu có thể thay đổi được không - trước hết bạn cần hiểu bộ máy tạo ra nó.

Ba hệ thống tạo nên giọng nói của bạn

Việc tạo ra giọng nói không phải một quá trình đơn lẻ. Đó là ba hệ thống riêng biệt phối hợp với nhau, mỗi hệ thống làm một việc hoàn toàn khác nhau. The Voice Foundation phân tích như sau:

Hệ thống 1: Nguồn năng lượng (hơi thở)

Mọi thứ bắt đầu từ không khí. Phổi, cơ hoành, lồng ngực và các cơ ngực tạo thành cái mà giới khoa học giọng nói gọi là "hệ hô hấp" hay hệ nâng đỡ hơi thở. Hãy hình dung nó như một máy phát điện.

Khi bạn thở ra để nói, bạn không chỉ đẩy không khí ra ngoài. Bạn đang tạo ra một dòng áp suất ổn định và có kiểm soát để vận hành các nếp thanh âm. Từ khóa ở đây là "có kiểm soát". Hét to không có nghĩa là đẩy mạnh hơn - mà là quản lý luồng khí đó theo cách khác.

Theo nghiên cứu từ University of Mississippi Medical Center, thở bằng cơ hoành - dùng bụng thay vì ngực - tạo ra giọng nói khỏe hơn mà ít bị căng hơn. Lý do là việc sử dụng phần sau và phần đáy của phổi cho phép lấy nhiều không khí hơn, nhờ đó luồng khí đi qua nếp thanh âm mượt hơn.

Cơ hoành bị căng có thể khiến giọng bạn nghe hụt hơi, run rẩy hoặc không đều. Dấu hiệu bao gồm thở nông, khó chịu ở ngực và giọng yếu hơn bình thường.

Hệ thống 2: Bộ phận rung (thanh quản)

Đây là nơi âm thanh thực sự được tạo ra. Thanh quản - thường được gọi là hộp thanh - nằm trong cổ họng và chứa các nếp thanh âm (còn gọi là dây thanh, dù thuật ngữ này đang dần ít được dùng vì chúng chẳng giống dây chút nào).

Thanh quản có cấu trúc phức tạp đến bất ngờ. Theo NCBI Bookshelf, nó gồm một bộ khung sụn (sụn giáp, sụn nhẫn và sụn phễu), các cơ nội tại, các cơ ngoại lai, dây thần kinh và lớp niêm mạc lót bên trong.

Khi bạn thở bình thường, các nếp thanh âm mở ra để không khí đi qua. Khi bạn muốn nói, chúng khép lại gần như hoàn toàn, và luồng khí thở ra ép qua khe hẹp giữa chúng. Điều này tạo ra rung động.

Đây là phần phản trực giác: các nếp thanh âm không được gảy như dây đàn guitar. Chúng được đưa vào chuyển động bởi lực khí động học. Khi không khí lao qua khe hẹp, nó tạo ra hiệu ứng hút (hiệu ứng Bernoulli) kéo hai nếp mô khép lại với nhau. Sau đó áp suất lại tăng lên, đẩy chúng tách ra, và chu kỳ lặp lại. Việc này diễn ra cực kỳ nhanh.

Hệ thống 3: Bộ phận định hình (đường phát âm)

Âm thanh thô do nếp thanh âm tạo ra chỉ là một tiếng vo ve. Nó chẳng giống giọng bạn chút nào. Tiếng vo ve đó được biến đổi khi đi qua đường phát âm - cổ họng, khoang miệng, hốc mũi và các xoang.

Theo Toronto Speech Therapy, những cấu trúc này đóng vai trò như các khoang cộng hưởng. Khi sóng âm đi qua chúng, một số tần số được khuếch đại còn số khác bị giảm bớt. Chính quá trình lọc này tạo nên nét riêng cho giọng nói của bạn.

Lưỡi, vòm miệng mềm và môi sau đó nhào nặn âm thanh đã cộng hưởng này thành những từ có thể nhận biết. Cả hệ thống phối hợp với nhau để biến một tiếng vo ve đơn giản thành âm thanh phức tạp của tiếng nói con người.

Nếp thanh âm thực chất được cấu tạo từ gì?

Đây là chỗ mọi thứ trở nên thú vị. Nếp thanh âm không phải những vạt mô đơn giản. Theo Medscape, chúng có năm lớp riêng biệt, mỗi lớp có thành phần và chức năng riêng.

Lớp 1: Biểu mô (lớp da ngoài cùng)

Lớp ngoài cùng là một màng mỏng biểu mô lát tầng - về cơ bản là da. Nó dày khoảng 0.05mm ở giữa nếp thanh âm. Lớp này giữ hình dạng cho nếp thanh, bảo vệ mô bên dưới và giúp điều hòa độ ẩm.

Trên bề mặt các tế bào biểu mô này có những cấu trúc tí hon gọi là vi gờ (microridges) và vi nhung mao (microvilli). Nhiệm vụ của chúng? Dàn đều và giữ lại lớp chất nhầy. Bôi trơn đúng cách là điều thiết yếu để nếp thanh âm rung mượt mà - thiếu nó, bạn sẽ gặp ma sát quá mức và kích ứng.

Lớp 2-4: Lamina propria (vùng rung)

Ngay bên dưới biểu mô là lamina propria, và nó được chia thành ba lớp phụ:

Lớp nông (khoang Reinke): Các nhà khoa học giọng nói mô tả lớp này có độ đặc như "gelatin mềm". Nó lỏng lẻo, dẻo dai và giàu các chất như axit hyaluronic giúp điều hòa lượng nước. Lớp này tạo ra tấm đệm cho phép nếp thanh âm rung tự do. Nó chiếm khoảng 13% độ dày của lamina propria.

Lớp trung gian: Lớp này có độ đặc như "một bó dây thun mềm". Chủ yếu là các sợi đàn hồi có thể giãn ra rồi co lại. Chiếm khoảng 51% lamina propria, đây là lớp phụ dày nhất.

Lớp sâu: Được mô tả như "một bó chỉ bông", lớp này chứa các sợi collagen mang lại độ bền. Nó ngăn nếp thanh âm bị kéo giãn quá mức đến mức biến dạng. Lớp trung gian và lớp sâu cùng nhau tạo thành cái gọi là dây chằng thanh âm.

Lớp 5: Cơ thanh âm (động cơ)

Dưới cùng là cơ vân - cơ giáp phễu hay cơ thanh âm. Đây là phần thân của nếp thanh âm và chiếm phần lớn khối lượng của chúng.

Đây là điều tôi mới biết gần đây: nghiên cứu đăng trên tạp chí Hormones cho thấy lamina propria ở trẻ sơ sinh chỉ gồm một lớp duy nhất. Lúc mới sinh chưa có dây chằng thanh âm. Nó bắt đầu xuất hiện quanh 4 tuổi, ba lớp rõ rệt hình thành trong khoảng 6-12 tuổi, và hoàn thiện hẳn vào cuối tuổi vị thành niên. Giọng nói của bạn theo đúng nghĩa đen vẫn đang hình thành suốt thời thơ ấu.

Nếp thanh âm thực sự rung nhanh đến mức nào?

Nhanh hơn bạn đoán. Theo The Voice Foundation, nếp thanh âm rung hơn 100 lần mỗi giây khi phát âm, và thường còn nhanh hơn nhiều.

Một nghiên cứu dân số trên 2,472 người tham gia đưa ra những con số cụ thể:

• Nếp thanh âm của nam giới rung trong khoảng 90-500 Hz, trung bình khoảng 115 Hz khi nói chuyện bình thường
• Nếp thanh âm của nữ giới rung trong khoảng 150-1000 Hz, trung bình khoảng 200 Hz khi trò chuyện

Ở mức nói nhỏ, nghiên cứu ghi nhận tần số trung bình là 111.8 Hz ở nam và 161.3 Hz ở nữ. Ở mức nói to hơn, các con số này tăng lên 175.5 Hz ở nam và 246.2 Hz ở nữ.

Điều gì quyết định tốc độ rung này? Hai yếu tố chính: độ căng của nếp thanh âm và khối lượng của chúng. Kéo nếp thanh mỏng và căng hơn, chúng rung nhanh hơn (cao độ cao hơn). Để chúng dày lên và thả lỏng, chúng rung chậm hơn (cao độ trầm hơn). Các cơ thanh quản điều chỉnh những thay đổi này liên tục khi bạn nói.

Vì sao giọng bạn khác với mọi người?

Một phần là do giải phẫu. Nếp thanh âm của nam giới trưởng thành dài từ 17mm đến 25mm. Của nữ giới dài từ 12.5mm đến 17.5mm. Nếp thanh dài và dày hơn sẽ rung chậm hơn, tạo ra cao độ trầm hơn.

Nhưng đó mới chỉ là khởi đầu. Đường phát âm - hình dạng và kích thước cổ họng, khoang miệng và hốc mũi của bạn - hoạt động như một dấu vân tay âm học độc nhất. Khi âm thanh đi qua các khoang này, một số tần số được khuếch đại (chúng được gọi là formant) trong khi số khác bị giảm bớt.

Theo nghiên cứu về cộng hưởng, hầu họng (ống cơ chạy từ phía sau mũi xuống thanh quản) là bộ cộng hưởng quan trọng nhất nhờ vị trí, kích thước và khả năng điều chỉnh của nó. Khoang miệng đứng thứ hai, với hình dạng do lưỡi, độ mở hàm và môi kiểm soát.

Ngay cả những khác biệt tinh vi trong các cấu trúc này cũng tạo ra sự khác nhau rõ rệt về chất giọng. Đó là lý do các cặp song sinh cùng trứng vẫn có giọng phân biệt được dù bộ gen gần như giống hệt nhau.

Vì sao giọng bị vỡ - và làm sao ngăn ngừa?

Vỡ giọng là sự gián đoạn tức thời trong khả năng kiểm soát cơ của nếp thanh âm. Theo Biology Insights, nó xảy ra khi nếp thanh đột ngột giãn ra, co lại hoặc siết chặt vượt ngoài sự phối hợp dự kiến. Thay đổi đột ngột trong kiểu rung gây ra bước nhảy cao độ bất ngờ hoặc mất giọng tạm thời.

Yếu tố dậy thì

Testosterone làm thanh quản to ra và nếp thanh âm dài, dày hơn. Nghiên cứu cho thấy trong tuổi dậy thì, cao độ giọng nam hạ xuống khoảng một quãng tám. Giọng của các bé trai vị thành niên thường bắt đầu vỡ ở tuổi 12-13 và ổn định trong khoảng 15-18.

Vấn đề nằm ở đâu? Não và các cơ phát âm của bạn cần thời gian để thích nghi với kích thước mới này. Những đường dẫn thần kinh từng điều khiển giọng trẻ con nay phải hiệu chỉnh lại cho một nhạc cụ hoàn toàn khác. Cho đến khi làm được điều đó, cao độ không ổn định là chuyện thường.

Thay đổi khi dậy thì ở nữ ít kịch tính hơn - cao độ chỉ hạ 3-4 nửa cung - nhưng có thể kèm theo hụt hơi nhiều hơn, thỉnh thoảng vỡ giọng và hát bị lệch cao độ.

Những nguyên nhân phổ biến khác

Mất nước: Nếp thanh âm cần độ ẩm để rung mượt mà. Khi bị khô, chuyển động của chúng trở nên thất thường. Đó là lý do ca sĩ luôn ám ảnh với việc uống đủ nước.

Trạng thái cảm xúc: Hồi hộp, lo âu và ngượng ngùng làm căng các cơ cổ họng. Điều này hạn chế chuyển động của nếp thanh âm và khiến chúng dễ bị thay đổi cao độ đột ngột, mất kiểm soát.

Mỏi giọng: Nói hoặc hát kéo dài có thể làm kiệt sức những cơ nhỏ điều khiển nếp thanh âm, dẫn đến mất kiểm soát tạm thời.

Chiến lược phòng ngừa

Dựa trên nghiên cứu của Healthline:

• Uống ít nhất 64 ounce nước mỗi ngày. Nước ở nhiệt độ phòng tốt hơn nước lạnh trước khi nói, vì nước lạnh có thể hạn chế chuyển động của cơ thanh quản.
• Khởi động giọng bằng các bài tập trước khi nói hoặc hát trong thời gian dài.
• Tránh hét hoặc thì thầm quá nhiều - cả hai đều làm căng dây thanh.
• Đừng thay đổi cao độ hay âm lượng quá nhanh. Hãy điều chỉnh từ từ.
• Kiểm soát căng thẳng bằng các kỹ thuật thư giãn như thở sâu.
• Cho giọng nghỉ ngơi đầy đủ sau khi dùng nhiều.

Hormone thay đổi giọng nói của bạn suốt đời ra sao?

Giọng nói của bạn không cố định. Hormone định hình lại nó xuyên suốt cả cuộc đời.

Vai trò của testosterone

Nghiên cứu đăng trên Hormones cho thấy trong 20 năm đầu đời, nếp thanh âm phát triển khoảng 0.7mm mỗi năm ở nam và 0.4mm mỗi năm ở nữ. Kết quả là chiều dài tối đa ở người trưởng thành vào khoảng 16mm với nam và 10mm với nữ.

Nồng độ testosterone ở nam giới tuổi dậy thì cao gấp 20-30 lần so với nữ cùng tuổi. Điều này dẫn đến khối lượng cơ và dây chằng thanh quản tăng lên, cộng với việc thanh quản hạ xuống lần hai - một thay đổi chỉ có ở nam giới, làm kéo dài đường phát âm.

Giọng nói khi có tuổi

Đây là điều bất ngờ: nam và nữ trải qua những thay đổi giọng nói trái ngược nhau khi già đi.

Ở nam giới trên 65 tuổi, nồng độ testosterone đã giảm khoảng 1% mỗi năm kể từ tuổi 30. Điều này góp phần gây teo cơ, ảnh hưởng cả đến cơ thanh âm. Kết quả? Nếp thanh âm bị cong lõm, đóng thanh môn kém, giọng hụt hơi hơn và cao độ cao hơn. Giọng nam giới thực sự nghe nữ tính hơn khi về già.

Phụ nữ thì ngược lại. Thay đổi nội tiết sau mãn kinh thường khiến cao độ nói trở nên trầm hơn.

Vì vậy, trong khi nam thanh niên có giọng trầm hơn nữ thanh niên, ở người cao tuổi sự khác biệt giọng nói giữa hai giới lại ít hơn hẳn.

Giọng nói ảnh hưởng thế nào đến cách người khác nhìn nhận bạn?

Đây là nơi khoa học giọng nói gặp tâm lý học, và kết quả nghiên cứu khá ấn tượng.

Giọng trầm và uy tín

Theo một tổng quan hệ thống trên Frontiers in Psychology, giọng trầm hơn thường được cảm nhận là có uy tín và đáng tin cậy hơn ở nhiều bối cảnh văn hóa khác nhau. Tổ tiên tiến hóa của chúng ta có lẽ đã liên hệ âm tần thấp với vóc dáng to lớn và sự thống trị.

Có một thiên kiến ưa chuộng giọng trầm hơn cho các vị trí lãnh đạo, bất kể giới tính người nói. Về mặt sinh học, giọng trầm hơn báo hiệu nồng độ testosterone cao hơn, vốn tương quan với cảm nhận về sự thống trị và tự tin.

Nhưng chuyện không đơn giản

Đây là chỗ thú vị. Nghiên cứu về niềm tin trong chuyện tiền bạc cho thấy khi quyết định giao tiền cho ai, người ta lại thích giọng cao hơn. Trong khi cao độ trầm báo hiệu quyền lực, cao độ cao hơn có thể truyền tải sự ấm áp và tinh thần hợp tác - những phẩm chất quan trọng khi cân nhắc sự có đi có lại.

Một nghiên cứu từ UC Berkeley cho thấy "sự ấm áp trong giọng nói" (chất giọng mềm, tròn) làm tăng 20% mức độ đồng thuận của người nghe so với cách nói trung tính.

Người chuyên nghiệp tự động điều chỉnh

Nghiên cứu cho thấy các giáo sư nói bằng giọng trầm và vang hơn khi trả lời những câu hỏi đòi hỏi kiến thức chuyên môn - một cách vô thức thể hiện uy tín. Phụ nữ hạ cao độ nhiều hơn nam giới khi đưa lời khuyên nghề nghiệp so với khi chỉ đường thông thường.

Tất cả chúng ta đều làm vậy ở mức độ nào đó. Giọng nói không hề đứng yên - bạn tự nhiên điều chỉnh nó theo bối cảnh, thường là không hề nhận ra.

Bạn có thể luyện để thay đổi giọng nói thật không?

Có, nhưng kèm theo vài lưu ý.

Một tổng quan phạm vi về nghiên cứu luyện giọng cho thấy phương pháp hiệu quả nhất với người khỏe mạnh là Bài tập Đường phát âm Bán tắc (SOVTE), đặc biệt là phát âm qua ống hút. Tác dụng tích cực được ghi nhận cả trên các phép đo âm học lẫn chất lượng giọng do người tập tự đánh giá.

Tuy nhiên, tổng quan này cho thấy thời lượng tập tối ưu là 5-7 phút với nam và 3-5 phút với nữ. Kéo dài bài tập vượt quá mức đó thực tế gây tác động tiêu cực lên chất lượng giọng và làm tăng cảm giác khó chịu ở giọng.

Nghiên cứu trên sinh viên âm nhạc theo dõi 23 sinh viên trong 18 tháng luyện tập. Họ ghi nhận cải thiện đáng kể ở Chỉ số Mức độ Khàn giọng (Dysphonia Severity Index) và mở rộng quãng giọng. Luyện giọng có hiệu quả - chỉ là cần thời gian và kỹ thuật đúng.

Với giáo viên, các nghiên cứu dài hạn cho thấy những người được đào tạo vẫn duy trì sức khỏe giọng tốt hơn gần hai năm sau khi kết thúc chương trình, trong khi nhóm đối chứng không được đào tạo có giọng suy giảm.

Những điểm chính cần nhớ

• Giọng nói của bạn là hệ thống ba phần: hơi thở cung cấp năng lượng, nếp thanh âm tạo rung động, và đường phát âm định hình âm thanh cuối cùng.
• Nếp thanh âm có năm lớp: Mỗi lớp có đặc tính cơ học khác nhau, tất cả đều phát triển suốt thời thơ ấu và tuổi vị thành niên.
• Hormone định hình lại giọng nói suốt cuộc đời bạn: Giọng nam trầm xuống rõ rệt ở tuổi dậy thì nhưng lại cao lên khi về già. Phụ nữ trải qua kiểu ngược lại.
• Vỡ giọng xảy ra khi điều khiển thần kinh không theo kịp thay đổi thể chất: Có thể phòng ngừa bằng cách uống đủ nước, khởi động giọng và tránh gắng sức.
• Cách bạn nghe ra sao ảnh hưởng đến cách người khác nhìn nhận bạn: Giọng trầm truyền tải uy tín, còn giọng ấm áp xây dựng niềm tin. Bối cảnh rất quan trọng.
• Luyện giọng thực sự có hiệu quả: Nhưng kỹ thuật đúng mới là điều quyết định, và nhiều hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn.

Hiểu bộ máy đằng sau giọng nói là bước đầu tiên để sử dụng nó hiệu quả hơn. Dù bạn muốn nghe tự tin hơn, phòng tránh mỏi giọng, hay chỉ đơn giản là thỏa mãn tò mò về một trong những công cụ giao tiếp mạnh mẽ nhất của mình, khoa học đã rất rõ: giọng nói của bạn có thể rèn luyện được nhiều hơn bạn tưởng.

Các ứng dụng như Deepr có thể giúp bạn theo dõi thay đổi trong các chỉ số giọng nói theo thời gian - đo độ trầm, độ rõ ràng và sự tự tin khi bạn luyện tập. Nhưng công việc thực sự bắt đầu khi bạn hiểu mình đang rèn luyện điều gì.