Tonhöhe, Lautstärke und Stimmregister werden durch die Qualität der Stimmlippenschwingung erzeugt und reguliert.

Inhalt:

Faktoren der Stimmlippenschwingung:
- Die einzelnen Faktoren
- Die Wirkung der Einzelfaktoren
Die Regulation der Schwingungsfaktoren:
- Die Aktivität des CT
- Die Aktivität des Vocalis
- Luftfluss und subglottischer Luftdruck
Die Regulation der Stimmlippenschwingung:
- Bodyschwingung
- Coverschwingung
- Verhältnis Body - Cover
- Bedingungen der Stimmlippenschwingung - Mediale Kompression und Atemkraft
Drei "Brillen": 
- Tonhöhe
- Lautstärke
- Stimmregister
- Gegenseitige Einflüsse

Faktoren der Stimmlippenschwingung:

Die "klassischen" Faktoren der Stimmlippenschwingung - Spannung und Größe - sind im Laufe der Forschung aufgefächert und durch weitere ergänzt worden.

Und das sind die Faktoren zur Regulation der Stimmlippenschwingung: 

- Länge der Stimmlippen
- Spannung der Stimmlippen
     - Schleimhautspannung
     - Spannung Stimmband
     - Spannung Stimmlippenmuskel (M.Vocalis)
- Steifheit der Stimmlippen
- Querschnitt der Stimmlippen
- Form und Winkel der Stimmlippen
- schwingende Masse
- mediale Kompression
- Öffnungsquotient (OQ) der Stimmlippenschwingung
- Geschwindigkeitsquotient (SQ)
- Glottiswiderstand
- Luftfluss und subglottischer Luftdruck
- Coverschwingung (gemäß Body-Cover Theorie)
      - Amplitude / Wellenlänge / Wellengeschwindigkeit der Schleimhautschwingung 
 

Die einzelnen Faktoren: 

Auffälligster Faktor ist das Äußere, d.h. Länge, Dicke und Tiefe der Stimmlippen.
Aus Dicke und Tiefe setzt sich der Querschnitt zusammen, und auch die resultierende Form ist von Bedeutung.
Von Länge und Querschnitt beeinflusst sind Spannung und Masse.
Die Spannung der Stimmlippen resultiert aus der Spannung von Schleimhaut, Stimmband und Muskelmasse (M. Vocalis).
Die Spannung der Schleimhaut kann longitudinal oder vertikal verlaufen.
Stimmband und Muskel werden im Wesentlichen nur longitudinal gespannt, doch die Steifheit der Muskelmasse in  transversaler Richtung kann auch weitgehend unabhängig von der longitudinalen Spannung geregelt werden.
Die transversale Beweglichkeit des gesamten Stimmlippenkörpers ist beeinflusst von der Medialen Kompression, also den Kräften, die Stellknorpel und Stimmlippen nach innen drängen.
Wesentlicher Faktor für  die Gesamtschwingung ist im Sinne der "Body - Cover - Theorie" die vertikale Schleimhautschwingung. Ihre determinierenden Komponenten sind die Wellenlänge, die Wellengeschwindigkeit c(C = Cover) und daraus resultierend ihre Frequenz F(C).
Luftdruck und Luftfluss haben ihre Quelle zwar außerhalb des Kehlkopfs, greifen aber zentral in die inneren Vorgänge ein. Auf Stimmlippenebene werden sie vom Glottiswiderstand balanciert.
In diesem Zusammenhang entfalten Öffnungs- und Geschwindigkeitsquotient ihre Wirksamkeit.
Alle diese Faktoren beeinflussen unmittelbar oder mittelbar die Amplitude (A) und die Grundfrequenz (F0) der Stimmlippenschwingung.

Die Wirkung der Einzelfaktoren:

Die physikalischen Auswirkungen der Veränderung einer Größe auf die Stimmlippenschwingung setzt sich in der Regel aus mehreren Einzelwirkungen zusammen. Jede dieser Einzelwirkungen löst wieder eine Reihe weiterer Veränderungen aus. Diese Wirkungsketten könnte man den Geschmack unserer Zutaten nennen, und unser Ziel ist es hier, ihren Wegen zu folgen, um ihren Beitrag zu fertigen Gericht, also dem Klang der Stimme, zu verstehen.
Dabei wird im Gedankenexperiment immer nur eine Größe variiert und ihre Auswirkung unter der Annahme betrachtet, dass alle anderen Faktoren ansonsten unverändert bleiben.

Länge: Eine Dehnung der Stimmlippen vergrößert die Wellenlänge der Stimmlippenschwingung und senkt damit unmittelbar die Grundfrequenz F0.
Gleichzeitig erhöht sie die Spannung von Schleimhaut, Stimmband und Vocalis, was de F0 senkenden Effekt letztendlich überkompensiert, die Frequenz, also die Tonhöhe steigt.
Die Längung verringert den Querschnitt, beeinflusst die Form der Stimmlippen und reduziert durch die nun längere Stimmritze den Glottiswiderstand.

Spannung:
- Schleimhautspannung longitudinal: Die von der Längung der Stimmlippen erhöhte Schleimhautspannung hat eine höhere Wellengeschwindigkeit der vertikalen Schleimhautschwingung zu Folge. Sie setzt der Auslenkung durch den Luftstrom größeren Widerstand entgegen, erhöht so also den Glottiswiderstand und verringert die Amplitude der Gesamtschwingung. Durch den Zug, den sie auf die Stellknorpel ausübt, zieht sie diese in eine paramediane Position, reduziert also die Kräfte der medialen Kompression.

- Schleimhautspannung vertikal: In vertikaler Richtung kann die Schleimhaut ebenfalls gespannt werden. Dies geschieht jedoch nicht durch die Stimmlippenlängnung, sondern im Wesentlichen durch zwei Mechanismen:
1.  Durch die Faltung der Kehlkopfstrukturen, wie sie beim Anheben des Larynx entsteht, wird die Oberfläche, die von der Schleimhaut zu bedecken ist, vergrößert, sie wird also gespannt.
2.  Es ist möglich, vom Vokaltrakt ausgehen Zug auf die Kehlkopfschleimhaut auszuüben.
Beide Mechanismen sind wohl als Kompensation anzusehen, da sie überwiegend negative Auswirkungen auf die Verhältnisse im Vokaltrakt haben.
Ihr Einfluss auf die Stimmlippenschwingung besteht in der Steigerung der vertikalen Wellengeschwindigkeit und der Verringerung der Gesamtamplitude. Allerdings beeinflusst sie auch die Form und Tiefe des Stimmlippenkörpers.
Ihre Auswirkung auf Glottiswiderstand und mediale Kompression läßt sich kaum abschätzen, da Zugrichtung, Kraftwirkung und -größe sowie Elastizität und Steifheit je nach Ausprägung der kompensatorischen Aktivität stark variieren.

-  Spannung Stimmband: Wie bei der Spannung der Schleimhaut wird auch bei der des Stimmbandes durch Zug auf die Stellknorpel Kraft in Richtung paramediane Position wirksam, Adduktion und mediale Kompression verringert.
Ebenfalls verringert sich die Schwingungsamplitude, da die Steifheit des Body in trabsversaler Richtung zunimmt. Der Glottiswiderstand steigt, soweit das nicht durch die gesunkene mediale Kompression kompensiert wird. Schließlich und vor allem erhöht die zunehmende Stimmbandspannung unmittelbar die Grundfrequenz der Stimmlippenschwingung, also die Tonöhe.

-  Spannung Stimmlippenmuskel: Eine wichtige Besonderheit ist zu beachten: Die Spannung des Vocalismuskels lässt sich über die Länge der Stimmlippen beeinflussen, aber auch durch seine eigene aktive Kontraktion.
Im Sinne der Body-Cover Theorie sind Stimmband und Muskel eine Funktionseinheit, soweit es die physikalischen Komponenten der Stimmlippenschwingung selbst betrifft. Die Auswirkungen der Spannungszunahme im Muskel auf transversale Steifheit, Glottiswiderstand und F0 sind vergleichbar. Ein wichtiger Unterschied entsteht allerdings durch den weiter lateralen Ansatz des Vocalis. Seine Spannung dreht die Stellknorpel nach innen, erhöht also die mediale Kompression. All diese Faktoren treten bei aktiver wie bei passiver (Längung) Spannung auf.
Die aktive Spannung hat aber weitreichende Konsequenzen: Sie verkürzt nämlich die Stimmlippen und beeinflusst darüber fast alle anderen Parameter, sodass sich die Nettoeffekte der aktiven und passiven Spannung der Stimmlippenmuskelmasse beträchtlich unterscheiden können.
Die wichtigsten Aspekte hierbei sind die Regulation der Lautstärke sowie der Klangfarbe.

Steifheit Body (transversal): Steifheit von Stimmband und Muskel, die zusammen den "Body" darstellen, können zwar unabhängig voneinander variiert werden, greifen aber als gemeinsame Größe in die Schwingung ein. Deshalb können sie hier als Einheit betrachtet werden.
Einflussfaktoren sind die longitudinale Spannung von Schleimhaut, Stimmband und Muskel. Darüber hinaus kann die Steifheit von den transversalen und obliquen Muskelfasern des Vocalis getrennt reguliert werden. Die externe Partition des Musculus Thyroartaenoideus (TAE) begrenzt die laterale Auslenkung der Stimmlippe (Amplitude) , beeinflusst also auch die effektive Steifheit.
Erhöhte Bodysteifheit hat einen erhöhten Glottiswiderstand zur Folge, verringert die Schwingungsamplitude und hebt F0. Durch die nun höhere Festigkeit des Body wird die Schwingungsenergie des Covers (Schleimhaut) weniger gedämpft und so die Wellengeschwindigkeit der vertikalen Schleimhautschwingung vergrößert.

Querschnitt der Stimmlippen: Der Querschnitt der Stimmlippen ist beeinflusst von der Kontraktion des Vocalis und vom Grad ihrer Längung. Zentrale Auswirkungen seiner Vergrößerung sind die Zunahme der effektiven Masse, der Bodysteifheit, der medialen Kompression und des Glottiswiderstands. Über die Dicke der Stimmlippen wird auch die Wellenlänge der Coverschwingung bestimmt, was für deren Frequenz entscheidend ist.

Form und Winkel der Stimmlippen: Können prinzipiell von allen wirksamen Kräften beeinflußt werden. Sie sind mit die wichtigsten Parameter für Geschwindigkeits- und Öffnungsquotient der Stimmlippenschwingung. Die Konfiguration der Stimmlippen ist zentral an der Regulation des Glottiswiderstandes und der Effizienz der Energieübertragung vom Luftstrom auf die Stimmlippen beteiligt (Aerodynamik). Zudem vergrößert eine mehr konvergente Form der Glottis die Wellenlänge der Coverschwingung und erhöht den minimal notwendigen Luftdruck.

Masse: Die schwingende Masse pro Längeneinheit ist ein zentraler Regulationsfaktor der Stimmlippenschwingung, beeinflusst hauptsächlich vom Querschnitt der Stimmlippen und er Kontraktion des Vocalis. Ihr Anstieg senkt unmittelbar die Grundfrequenz (F0) und reduziert die Schwingungsamplitude, solange kein erhöhter Atemdruck angewandt wird. Zudem steigt der Glottiswiderstand.

Mediale Kompression: Aus Adduktion der Stellknorpel und den nach medial gerichteten Kräften entlang der Stimmlippen setzt sich die mediale Kompression zusammen. Durch das Zusammenspiel aller inneren Kehlkopfmuskeln geregelt, senkt ihr Anstieg die Schwingungsamplitude und erhöht die transversale Steifheit des Body sowie den Glottiswiderstand. Es ist zu erwarten, dass Öffnungsquotient und Geschwindigkeitsquotient
von ihr beeinflusst werden.

Öffnungsquotient (OQ): Der OQ bezeichnet das Verhältnis der Dauer, während der die Stimmlippen geöffnet sind, zur Dauer einer ganzen Schwingungsperiode. Je größer der OQ, um so mehr Luft kann pro Schwingungszyklus die Glottis passieren, was insgesamt den Luftfluss erhöht und den subglottischen Luftdruck senkt. Damit bedeutet eine Erhöhung des OQ eine Senkung des Glottiswiderstands.

Geschwindigkeitsquotient (SQ): Der SQ drückt das Verhältnis zwischen der öffnenden und der schließenden Phase der Stimmlippenschwingung aus. Ein hoher SQ, der durch eine langsame Öffnung und eine im Verhältnis dazu schnellen Schließung der Stimmlippen gekennzeichnet ist, führt zu schnellen Veränderungen des Luftflusses und so zu ausgeprägten Druckmaxima und -minima oberhalb der Glottis. Das bedeutet eine hohe Effizienz bei der Umsetzung der Energie des Luftstroms in Schallenergie.

Glottiswiderstand: Der Widerstand, den die Luft beim Passieren der Glottis zu überwinden hat, bestimmt das Verhältnis von Luftfluss zu subglottischem Luftdruck. Alle Faktoren, die den Glottiswiderstand erhöhen, senken den Luftfluss und erhöhen den Luftdruck.

Luftfluss und subglottischer Luftdruck: Der Glottiswiderstand bestimmt das Verhältnis beider zueinander, während sie ihre Energie vom Lungendruck erhalten. Ihr Anstieg erhöht die Wellengeschwindigkeit des Cover sowie die Amplitude und die Frequenz der Stimmlippenschwingung insgesamt. Der Einfluss des Lungendrucks auf den OQ und den SQ hängt von der spezifischen Reaktion vor allem des M.Vocalis ab und ist nicht a priori zu bestimmen.

Coverschwingung: Die Schwingung der Schleimhaut beeinflusst über ihre Frequenz die des Body. Die Coverfrequenz F(C) wird von der Wellengeschwindigkeit c und der Wellenlänge bestimmt. Die Amplitude geht in die Wellengeschwindigkeit ein und braucht deshalb hier nicht getrennt betractet werden.
Je kleiner die
Wellenlänge (C) und je größer die
Wellengeschwindigkeit c(C), um so größer F(C).



Wir haben nun den Geschmack der einzelnen Zutaten genüsslich getestet und können uns nun den Bedingungen ihrer Komposition zuwenden:
Schmeckt bei Zugabe von Masse die dadurch erhöhte transversale Steifheit stärker als höherer Ton heraus als ihr eigentlich F0 senkender Gusto?
Wie unterscheidet sich die Würze der Spannung durch den M. cricothyreoideus (CT) vom pikanten Geschmack der Spannung duch Vocaliskontraktion?

Die Anforderungen an unsere Kochkunst sind nicht eben gering:
Wir können unsere Ingredientien nicht einzeln nacheinander zusammenrühren, uns stehen lediglich eine - allerdings große - Zahl von Würzmischungen zur Verfügung. Diese sind hier zur leichteren Handhabe in zwei Hauptgeschmacksrichtungen zusammengefasst:
Aktivität des CT und Aktivität des Vocalis.
Dazu kommen noch die Sondermischungen der Aktivitäten des M. interarytaenoideus (IA), des M. cricoarytaenoideus lateralis (CAL), des M. thyroarytaenoideus Pars externa (TAE) und der Atemkraft.

Was bewirken die einzelnen Mischungen:

Die Regulation der Schwingungsfaktoren:

Aktivität des CT:

Die Hauptaufgaben des CT sind die Verlängerung der Stimmlippen und die antagonistische Aktivität zur Kontraktion des Vocalis. Steigt seine Aktivität, steigt also die Spannung von Schleimhaut und Stimmband.
Der Anstieg der Spannung in der Muskelmasse der Stimmlippen ist vom Aktivitätsgrad des Vocalis abhängig. Die Elastizität des Muskelgewebes ist im Vergleich zu der von Schleimhaut und Stimmband sehr hoch. Bei geringer Vocalisaktivität steigt also seine Spannung demnach kaum an. Bei starker Kontraktion hingegen dominiert die Muskelspannung über die von Schleimhaut und Stimmband.

Aktivität des Vocalis:

Die komplizierte geflochtene Form des Vosalis prädestiniert ihn für eine Reihe von Funktionen.
Longitudinale Kontraktion erhöht seine Spannung und verkürzt in Abhängigkeit der CT - Aktivität die Stimmlippen.
Vocaliskontraktion beeinflusst immer auch die Form der Stimmlippen - ihr Querschnitt nimmt zu.
Somit stellt seine Aktivität ein Spiel zwischen ansteigender Spannung und zunehmender Masse dar.
Die zahlreichen oblique und transversal verlaufenden Muskelfasern ermöglichen mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Kontraktion von medial nach lateral (bzw. umgekehrt).
Das kann zwei völlig verschiedene Konsequenzen haben:

1. Die transversale Steifheit nimmt zu.

2. Der schwingende Anteil des Vocalis kann bis zu einem gewissen Grad unabhängig von longitudinaler Kontraktion geregelt werden, d.h.: Zu- oder Abnahme von schwingender Masse sind nicht zwingend an  (longitudinale) Spannungsveränderung gekoppelt.
Das funktioniert auch umgekehrt:
Der Vocalis kann seine Longitudinalspannung erhöhen, trotzdem aber seinen schwingenden Anteil reduzieren.

Aktivität der Muskeln der medialen Kompression: 

Sie erhöhen den Glottiswiderstand, sind also an der Balance zwischen Luftfluss und subglottischem Luftdruck beteiligt.
Wahrscheinlich erhöht die Aktivität der Lateralisgruppe CAL und TAE den schwingenden Anteil des Vocalis, ist also auch an der Masseregulation beteiligt. Der PCA dürfte als Antagonist für die Feinregulation mitverantwortlich sein.

Luftfluss und subglottischer Luftdruck:  

Als Folge vermehrten Lungnedrucks erhöhen sie die Schwingungsgeschwindigkeit von Cover und Body sowie deren Amplitude. Ohne muskuläre Kompensation steigen damit Tonhöhe und Lautstärke an.

Die Regulation der Stimmlippenschwingung:  

Mit Kenntnis unserer Hauptgeschmacksrichtungen können wir nun endlich anfangen zu kochen.
Als Kochanleitung dienen uns die Überlegungen der Body - Cover Theorie. Demnach schwingen Muskelkörper der Stimmlippen und Stimmband (2.+3. Schicht) als Einheit, dem Body.
Die Schleimhaut - als Cover durch die oberste Schicht des Stimmbandes verschiebbar an den Body gekoppelt - vollzieht eine eigene Schwingung.
Beide Schwingungen beeinflussen sich gegenseitig und müssen aufeinenander abgestimmt werden, um die Effizienz der Gesamtschwingung zu gewährleisten, bzw. sie überhaupt erst zu ermöglichen.

Bodyschwingung:  

Mit der Aktivität des CT steigt die Stimmband- ebenso wie die Muskelspannung.
Der Querschnitt nimmt ab, also die effektive Masse.
Alle Faktoren erhöhen F0.
Der CT ist klarerweise ein Tonhöhenregler.

Nun aber kommt der Vocalis ins Spiel:

Ist seine Aktivität bei obigem Manöver hoch, fällt die Verlängerung der Stimmlippen eher gering aus, da der CT mit großem Aktivitätszuwachs die vorgegebene Vocalisspannung "überwinden" muss. Der Einfluss auf die Spannung von Cover und Stimmband ist dabei vom Ausgangszustand der Stimmlippen abhängig. Sind diese Stark kontrahiert, beeinflusst ihre Dehnung aufgrund ihrer Elastizitätskurven die Cover- und Stimmbandspannung kaum. Spannung und Masse des Vocalis bestimmen nun entscheidend die Tonhöhe.
Bei bereits stark gelängten Stimmlippen ist der Spannungszuwachs in Cover und Stimmband deutlich höher - ihr Einfluss auf F0 wächst.

Verändert der Vocalis seine Aktivität, wird es interessant:

Steigt sie, wächst in Abhängigkeit der antagonistischen Tätigkeit des CT seine Spannung. Die geht aber in die Stimmlippenschwingung nur als Bestandteil der Bodyspannung ein.
Da sich diese aus Muskel- und Stimmbandspannung zusammensetzt, ist deren Verhältnis zentraler Faktor der Bodyschwingung.
Führt die Aktivität des Vocalis zur Verkürzung der Stimmlippen, sinkt die Spannung des Stimmbandes. Für die Gesamtspannung des Body ist entscheidend, ob die Spannung der Muskelmasse stärker zunimmt, als die des Stimmbandes ab.
Das wird durch zwei Faktoren bestimmt:
1. Wie schon bei der CT Regulation wichtig, verändern Längendifferenzen bei bereits stark gedehnten Stimmlippen die Spannung des Stimmbands stärker.
2. In die Boryspannung geht nur der Teil der Muskelmasse ein, der tatsächlich schwingt.
Je größer also die schwingende Muskelmasse, um so dominierender ist der Einfluss seiner Spannung. Spielen wir einige Möglichkeiten durch, ergibt sich folgendes Bild:

Bei stark gelängten Stimmlippen erhalten wir eine hohe Sti mmbandspannung. Der Querschnitt der Stimmlippen und die relative Muskelmasse ist gering.
Vocaliskontraktion verkürzt zwar auf Grund der starken CT-Aktivität die Stimmlippen nur wenig, senkt aber damit die Spannung im Stimmband schon spürbar ab. Sein eigener Spannungszuwachs fällt auf Grund des geringen Querschnitts nicht sehr stark ins Gewicht, die Gesamtspannung des Body sinkt leicht ab.

Bei kontrahierten (verkürzten) Stimmlippen, also geringer Stimmbandspannung, ist der Spannungsanstieg im Muskel deutlich höher als der Spannungsverlust im Stimmband. Jetzt wird eine andere Komponente entscheidend:
Wieviel Muskelmasse ist in die Schwingung integriert?
Durch Transversalkontraktion und Spannungsangleichung der mehr lateral gelegenen Muskelfasern beeinflusst der Vocalis das selbst.
Schaltet er sich aus der Schwingung weitgehend aus, spielt seine Spannung eine nur noch geringe Rolle für den Zustand des Body - es zählt überwiegend die Länge. Longitudinalkontraktion des Vocalis senkt in diesem Fall die Spannung des Body.

In dem Maße, in dem seine Masse an der Schwingung beteiligt wird, steigt nun die Bedeutung seiner Spannung. Die Gesamtspannung des Body wächst.

Die an der Schwingung beteiligte Masse hat allerdings einen F0 senkenden Effekt. Ansteigende Masse und dadurch großere Gesamtspannung wirken also konträr.

Jetzt gelangt das Zusammenspiel von CT und Vocalis zu voller Blüte:
Sind bei gegebener Stimmlippenlänge beide Muskeln in hohem Maße aktiv, überlagert der Effekt der hohen Vocalisspannung den der Masse. Der Schwingungsmodus des Body ist spannungsdominiert.
Sinkt beider Aktivität in kontinuierlicher Balance, gewinnen dabei Stimmbandspannung und Masse an Bedeutung. Je kürzer die Stimmlippen werden, um so stärker entwickelt sich die Dominanz der Masse. Je länger sie werden, um so wichtiger wird die Stimmbandspannung.
Ein faszinierendes Spiel!

Coverschwingung:

Vergegenwärtigen wir uns, dass unser Augenmerk bisher nur der Bodyschwingung galt.
Die Coverschwingung und ihr Verhältnis zum Body bieten eine Reihe weiterer Einflussmöglichkeiten, die unser Menü so abwechslungsreich gestalten, dass keine Wünsche offen gleiben!

Die Regelung der Coverschwingung ist ein wenig einfacher, als die des Body. Aus unserer Rezeptur kennen wir die wesentlichen Faktoren:
Wellengeschwindigkeit und Wellenlänge.

Das Spiel zwischen CT und Vocalis regelt über die Stimmlippenlänge die Spannung der Schleimhaut in longitudinaler Richtung.
Geringe Steifheit des Body vergrößert über stärkere laterale Auslenkung die Amplitude und verlangsamt so die Coverschwingung.
Gleichzeitig vergrößert sich die Wellenlänge durch die zunehmende Dicke der Stimmlippen, wenn diese sich verkürzen.

CT-Aktivität erhöht die Frequenz der Coverschwingung mit Hilfe zweier Mechanismen:
1. Mit der Länge der Stimmlippen steigt die Spannung des Cover.
2. Durch die resultierende Veringerung des Querschnits der Stimmlippen nimmt die Wellenlänge des Cover ab.

Auch die Aktivität des Vocalis kann die Coverschwingung in doppelter Weise beeinflussen:
1. Seine Kontraktion führt zu dickeren Stimmlippen, setzt damit auf Grund der größeren Wellenlänge des Cover F(C) herab.
2. Wird sie gegen bestehende CT-Aktivität durchgeführt, nimmt die Steifheit des Body zu - mit steigerndem Effekt auf die Wellengeschwindigkeit, da der Energieübertrag von Cover auf den Body sich verringert, d.h.: die Dämpfung nimmt ab.

Bei kurzen Stimmlippen wird die Coverschwingung eher über die Bodysteifheit geregelt, bei langen über die Spannung der Schleimhaut.


Verhältnis Body - Cover

Noch wenig bekannt ist über das Verhältnis von Body- und Coverschwingung.
(In einer späteren Arbeit, die ich bei den 1. Stuttgarter Stimmtagen zusammen mit Prof. Eugen Rabine vorgestellt habe, ist diese Thema weiter ausgearbeitet. Der Aufsatz wird auch noch auf dieser Seite veröffentlicht.)
In Computersimulationen ergibt ein Spannungsverhältnis von Body zu Cover von etwa 2:1 ein Effizienzmaximum. Dabei dürften Luftdruck, Amplitude, Spannung und Masse eine wichtge Rolle spielen. Auch wenn ein solches Modell sicher nur ein sehr grobes Bild der realen Stimmlippenschwingung ergibt, und empirische Daten bislang schwer zu ermitteln sind, lassen sich doch einige Überlegungen anstellen:

Es besteht die Notwendigkeit einer weitestgehenden Übereinstimmung der jeweiligen Frequenzen con Body und Cover. Je weiter diese voneinander abweichen, desto ungünstiger wird die Energieübertragung vom Cover auf den Body.
Subglottischer Luftdruck baut sich nur während der Verschlussphase der Schleimhautschwingung auf. Öffnet sich die Schleimhaut, bevor die Stimmlippen die optimale Auslenkung erreicht haben, schwingt der Body zu einem früheren Zeitpunk zurück, als es seiner (potentiellen) Eigenschwingung entspricht. Das bedeutet einen Effizienzverlust, bei stärkerer Abweichung auch eine Störung des Schwingungsablaufs.

Das führt zu einer weiteren Überlegung:
Die Spannung des Body sollte im Normalfall höher sein als die des Cover. Neben den Ergebnissen von Computersimulationen gibt es dafür einen einleuchtenden Grund:
Bei der deutlich geringeren Masse des Cover gegnüber dem Body selbst bei geringer Vocalisbeteiligung, wäre seine Schwingung bei gleicher Spannung schneller als die des Body, mit den beschriebenen Folgen für die Effizienz.
Bei stärkerer Differenz würde der Body schließlich aus der Gesamtschwingung ausgekoppelt.
Ein solcher Schwingungsmodus ist bei sehr hohen Frequenzen tatsächlich anzutreffen, wegen der Unmöglichkeit, die Schwingung noch kontrolliert zu regeln aber als wahrscheinlich unphysiologisch zu bewerten.

Letztendlich bedeutet das, dass der Vocalis immer aktiv an der Regelung beteiligt sein sollte, da die Spannung des Body sonst nur vom CT über das Stimmband beeinflusst werden kann. Da die Spannung der Schleimhaut aber mit zunehmender Länge schneller steigt als die des Stimmbandes, würde so die Spannung immer weiter zu Ungunsten des Body verschoben werden.

Die notwendige Übereinstimmung der Frequenzen von Body- und Coverschwingung setzt dem Spielraum der Muskeltätigkeit Grenzen. Ein Anstieg der Bodyspannung mittels Vocalis darf nicht zu sehr vom Absinken der Coverspannung bei Stimmlippenverkürzung begleitet sein.
Eine zu starke Kontraktion des Vocalis bei geringer CT-Aktivität würde zuerst die Effizienz absenken, schließlich über Schwingungsstörungen zu völlige Schwingungsabbruch führen.


Bedingungen der Stimmlippenschwingung:
Mediale Kompression und Atemkaft:

Die übrigen regulierenden Mechanismen "mediale Kompression" und "Atemkraft" können wir uns in dienender Funktion vorstellen:

Erst der Luftstrom versetzt die Stimmlippen in Schwingung. Dabei kann das feintarierte Spiel von Vocalis und CT nur zur Geltung kommen, wenn die einwirkenden Kräfte gut darauf abgestimmt sind. Mediale Kompression und Atemkraft agieren hier, unterstützt vom Bernoulli Effekt, in mehr oder weniger segensreichem Antagonismus. 
Zentrale Zielgröße für ihre Aktivität ist die resultierende Effizienz. 
Das bedeutet:
Nicht der Luftstrom reguliert die Schwingung, sondern die aus der Einstellung der Kehlkopfmuskeln resultierenden Schwingungseigenschaften der Stimmlippen selbst machen einen bestimmten Luftstrom notwendig.
Nichtübereinstimmung reduziert die Effizienz und macht zur Aufrechterhaltung der Stimmlippenschwingung kompensatorische Aktivitäten (nicht nur) der Kehlkopfmuskulatur notwendig.

Drei "Brillen "

Aus praktischen und pädagogischen Erwägungen wie auch aus wissenschaftlichem Interesse bietet sich nun eine Betrachtung der Stimmlippenschwingung aus Sicht des akustischen Ergebnisses an.
Die drei Parameter Tonhöhe, Lautstärke und Register lassen sich nicht wirklich voneinander trennen. Sie basieren alle auf den besprochenen Regulationsfaktoren, sodass die Veränderung beispielsweise der Tonhöhe natürlich die anderen Parameter beeinflusst.
Aber wir können uns eine Brille aufsetzen, durch die wir diese Veränderungen betrachten.
Wir sollten uns jedoch darüber im Klaren sein, dass wir dabei nicht einen realen Menschen im Blick haben sondern die Stimmfunktion, wie sie optimal effizient wäre, sozusagen den "idealen Gesang" (vom physiologischen Standpunkt aus).


Tonhöhe

Die Tonhöhe ist das Ergebnis des Spiels von Masse, Spannung und Luftdruck. Hören wir einen eher tiefen Ton mittlerer Lautstärke, finden wir etwa folgendes Bild vor:

Die Stimmlippen sind kurz und dick. Der Vocalis ist ohne große Kraft relativ weit kontrahiert. Seine Masse schwingt großenteils mit. Die CT Aktivität ist gering. Die Spannung von Schleimhaut und Stimmband liegt auf niedrigem Niveau, noch unter der des Vocalis. Dadurch ist der Glottiswiderstand gering und die Amplituder der Schwingung eher groß. Eine lange Verschlussphase steht eine weit geöffneten Glottis während der geöffneten Phase entgegen, dadurch ist der entweichende Luftstrom im Verhältnis zu subglottischen Luftdruck groß.

Jetzt werden über eine Kontraktion des CT die Stimmlippen gelängt. Der
Spannungszustand des Cover ändert sich noch kaum. Auch die Spannung im Body
wird nicht sehr stark beeinflusst, da das Stimmband sich ähnlich verhält wie die
Schleimhaut, und der Vocalis aufgrund seiner geringen Aktivität leich gedehnt werden
kann. Der Querschnitt der Stimmlippen nimmt aber ab und damit die Masse pro
Längeneinheit. Das führt zur Erhöhung der Bodyfrequenz. Durch die leicht
ansteigende transversale Steifheit und die so verringerte Amplitude erhöht sich auch
der Luftdruck unter Reduktion des Luftflusses. Damit steigt die Frequenz der
Coverschwingung ebenfalls und bleibt so in der erforderlichen Balance zum Body.

Mit zunehmender CT Kontraktion steig die Spannung in Cover und Stimmband immer
schneller. Die abnehmende Muskelmasse läßt den relativen Einfluß des Vocalis immer
weiter sinken. Um aber ein optimales Spannungsverhältnis zwischen Body und Cover
zu gewährleisten, muss das kompensiert werden. Ein Weg dafür führt über eine
Zuschaltung von Masse durch Transversalkontraktion des Vocalis. Dieser Weg hat aber
seine Grenzen, da die Masse nicht beliebig gesteigert werden kann und die
aufzuwendenden Muskelkräfte im CT für weitere Dehnung schnell bis an dessen
Leistungsgrenze steigen. Diesen Prozess finden wir meistens bei Laiensängern, die an
diesem Punkt die Aktivität des Vocalis schlagartig reduzieren müssen, wollen sie die
Tonhöhe noch weiter steigern - wir hören einen Bruch.

Ein anderer Weg ist das Zulassen der Masseabnahme bei gleichzeitiger
Aktivitätssteigerung im noch schwingenden Vocalisanteil. Diese muß um so höher
werden, je geringer die schwingende Muskelmasse wird. Je länger die Stimmlippen
werden, um so weniger Ausdehnung ist nötig, um die Spannung von Cover und
Stimmband immer stärker ansteigen zu lassen. Die Reduktion des schwingenden
Vocalisanteils findet ebenfalls durch die muskuläre Leistungsfähigkeit auf Grund der
zunehmend ungünstigeren Gewichtung der Muskelspannung als Beitrag zur
Gesamtspannung des Body ihre Grenze. Ein Mindestmaß an Muskelmasse muß also
immer in die Schwingung integriert bleiben, im oberen Bereich des Tonumfangs muß
diese eventuell sogar noch zunehmen, wenn bei weiterem Spannungsanstieg eine
Erhöhung der Muskelkraft des Vocalis nicht mehr möglich sein sollte.
Dieser Mechanismus hat den entscheidenden Vorteil, dass er stufenlos über den
gesamten Stimmumfang erfolgen kann, und sich das Verhältnis Body- Coverspannung leicht im optimalen Bereich halten und regulieren lässt. Zudem ist die Ausnützung der
maximalen Leistungsfähigkeit von CT und Vocalis gewährleistet, da der Vocalis über
das Zuschalten von Masse in Relation zu seinem eigenen Aufwand den CT belasten
 kann. Dadurch wird das Spiel zwischen Spannung und Spannungsrelation Body -
Cover auf beide Muskeln gleichmäßig verteilt.
Ein häufig missverstandener Punkt ist die Tonhöhenregulation im unteren Bereich des
Stimmumfangs. Oft wird von einem "phonatorischen Nullpunkt" gesprochen, der das
untere Ende des individuellen Ambitus markieren soll. Dabei wird meistens davon
ausgegangen, dass es sich um einen Zustand weitestgehend entspannter Stimmlippen
bei minimaler Aktivität von CT und Vocalis handelt.
Aber betrachten wir die Stimmlippen einmal genau, unter der Annahme, dass CT und
Vocalis ihre Arbeit eingestellt haben. Den Zustand maximaler passiver Entspannung
können wir in paramedianer Position annehmen. Hier sind die Stimmlippen am
kürzesten, und hier finden wir sie auch meistens bei vollständiger Lähmung vor. Doch
selbst jetzt sehen sie nicht aus wie durchhängende ausgeleierte Gummis. Eine
Grundspannung bleibt bestehen. Bei der Adduktion werden die Stimmlippen bereits
gelängt und damit weiter gespannt. Völlig inaktiver CT und Vocalis führen also bei
adduzierten Stellknorpeln nicht zu entspannten Stimmlippen. Da der Cover damit auch
bei fehlender CT Aktivität Eigenspannung besitzt, benötigen wir demnach ein
bestimmtes Maß an Vocalisaktivität, um ein effizientes Verhältnis von Cover- zu
Bodyspannung zu gewährleisten.

Es besteht nun Aussicht, die Tonhöhe unter den Punkt abzusenken, der bei
ausbleibender CT Kontraktion erreicht wird, indem wir die Stimmlippen weiter
verkürzen. Außer einem Eingriff äußerer Kehlkopfmuskulatur, die auf Grund anderer
Aufgaben und ihrer mangelnden Feinabstimmung mit der Stimmlippenschwingung
immer mit Vorsicht zu genießen ist, kommen dafür zwei Möglichkeiten in Betracht:
Zum einen ist ja der Vocalis in der Lage, durch weitere Zuschaltung von Masse die
Tonhöhe unmittelbar zu senken. (Die dadurch bewirkte stärkere Gewichtung der
Muskelspannung für die Gesamtspannung des Body ermöglicht bzw. erfordert
außerdem die Reduktion der Longitudinalkontraktion des Vocalis.)
Zum anderen erlaubt es die longitudinale Aktivität der noch nicht in die Schwingung
integrierten Bereiche des Vocalis die Stimmlippen zusätzlich zu verkürzen, ohne die
Bodyspannung zu erhöhen. Damit sinkt die Tonhöhe. Der gleiche Effekt sollte auch
über die Kontraktion des thyreo-arytaenoideus ext. erreicht werden können (spätestens
bei vollständiger Integration des Vocalis in die Schwingung).

 Das Absenken der Tonhöhe im unteren Bereich ist also kein ausschließlich passiver
Vorgang. Unterhalb der "Ruhespannung" der adduzierten Stimmlippen wächst die
Aktivität von Vocalis und / oder TAE. Gleichfalls ist eine antagonistische, wenn auch
geringe Aktivität des CT zur Aufrechterhaltung der Regulationfähigkeit zu erwarten.




Lautstärke


Um die Lautstärke eines Tons zu variieren müssen die Masse der Stimmlippen, deren
Amplitude und die Energie des Luftstroms aufeinander abgestimmt werden. Die
Erhöhung der Masse entspricht einer dickeren Saite, die bei gleicher Amplitude mehr
Energie auf die Luft übertragen kann. Um bei zunehmender Masse eine gleiche
Amplitude zu gewährleisten, muß der Atemdruck etwas erhöht werden. Dessen
weitere Steigerung führt zum Anwachsen der Amplitude, durch die daraus resultierende höhere Schwingungsgeschwindigkeit allerdings auch zu einem
höheren Ton. Das muss durch Entspannung des CT kompensiert werden, was
seinerseits die Ausweitung der Amplitude begünstigt und durch die resultierende
Stimmlippenverkürzung zu einem Massezuwachs führt. Generell gilt, dass bei
optimaler Funktion die ·Aktivität des CT bei steigender Lautstärke und konstanter
Frequenz abnimmt, die Masse der Stimmlippen durch deren Verkürzung und die
Integration lateraler Vocalisfasern zunimmt.

Die geschlossene Phase der Stimmlippenschwingung wird mit Hilfe der medialen
Kompression und der zunehmenden inferioren Tiefe der Stimmlippen verlängert. So werden bei konstanter Energie des Luftstroms das
subglottische Druckmaximum erhöht und trotz größerer Amplitude der Luftverbrauch
reduziert. Durch Formveränderung der Glottis (Vocalis und Muskeln der medialen
Kompression) wird die Schließung der Stimmlippen im Verhältnis zur Öffnung
beschleunigt. Die resultierende längere Zu- und schnellere Abnahme des Luftstroms
führt zu einem größeren Druckunterschied innerhalb der erzeugten Schallwelle und
damit zu höherer Effizienz. Allerdings ist bislang nicht klar, ob die Veränderung von
Öffnungsquotient und Geschwindigkeitsquotient eine physiologische Regelung der
Lautstärke darstellt, da das eine geringere Effizienz bei niedrigeren Lautstärken
voraussetzen würde. Eine hohe Effizienz stellt aber wahrscheinlich das
Funktionsoptimum bei jeder Lautstärke dar. Denkbar wäre allerdings, dass in Fällen, in
denen geringere Schalleistung benötigt wird, die Effizienz zugunsten größerer Varianz
des Stimmklangs in ihrer Bedeutung zurücktritt.

Bei der Regulation der Lautstärke ist wesentlich, dass die Einstellung der
Kehlkopfmuskulatur das Maß für den erforderlichen Atemdruck ist. Wird die
Lautstärke unmittelbar über den Luftdruck manipuliert, ist die Anpassung der
Stimmlippen an die Strömungsverhältnisse erforderlich. Die Stimmlippen müssen jetzt
als Überdrucksphinkter fungieren, was die Feinregulation der Schwingungqualität und
damit der Klangqualität stark einschränkt und die Effizienz deutlich herabsetzt. Die
absolut erreichbare Lautstärke sinkt damit oft trotz bis zu zwanzigfach erhöhten
Luftdrucks deutlich.
Der Luftdruck liefert die (geringe) notwendige Energie, die Kehlkopfmuskulatur jedoch regelt die
Lautstärke!



Register


Bei der Erscheinung "Register" handelt es sich um ein grundsätzlich anderes Phänomen
als bei Lautstärke und Tonhöhe. Den beiden letzteren ist genau eine physikalische Größe
zuzuordnen, nämlich Schalldruck und Grundfrequenz. (Eine andere Frage ist die
subjektive Rezeption - Lautstärke und auch Tonhöhe werden je nach Teiltonspektrum,
Vibrato, begleitenden Klängen etc. durchaus verschieden wahrgenommen.) Die
Register hingegen sind charakterisiert durch die Teiltonzusammensetzung des
jeweiligen Stimmklangs. Im unteren Register finden wir - entgegen der subjektiven Intuition - viele Teiltöne mit großer Energie. Das obere Register ist hingegen durch einen dominierenden Grundton gekennzeichnet, dem weniger, meist energieärmere Obertöne zugeordnet sind.
Die Quelle der Registererscheinung liegt allerdings nicht allein im Kehlkopf. Ihr
Auftreten ist auch auf subglottische Resonanzen zurückzuführen, die die
Stimmlippenschwingung stören können und so bei untrainierten Stimmen zum oft deutlich
hörbaren Registerbruch führen. Um diese Störung zu vermindern, müssen Vokaltrakt
und Kehlkopfmuskulatur gut abgestimmt zusammenarbeiten.
Das Teiltonangebot des Primärklangs, auf dem letztendlich der Registerklang beruht,
ist aus allen Faktoren der Stimmlippenschwingung zusammensetzt. Wenn auch bislang
noch keine befriedigende Voraussage klanglicher Erscheinungen mittels Berechnung einzelner Schwingungsfaktoren gelungen ist, so lassen sich dennoch konstituierende
Elemente identifizieren. Ein reiches Teiltonspektrum ist immer dann zu erwarten, wenn
viele Wellenformen innerhalb einer Schwingung möglich sind. Als Faustregel kann
gelten: Je komplexer die Schwingung, desto größer und energiereicher das
Teiltonspektrum.

Die Komplexität der Stimmlippenschwingung wird nun von einer Anzahl von
Faktoren dominiert, die sich einigermaßen eingrenzen lassen:
Die wichtigste Komponente stellt die Dicke der Stimmlippen dar. Sie bestimmt die
Größe der Kontaktfläche beider Stimmlippen und die Phasenverschiebung zwischen
Ober- und Unterkante ebenso, wie die Wellenlänge der Coverschwingung.
Davon beeinflußt sind Masse und Amplitude der Schwingung. Auch ihr Anwachsen
erlaubt eine größere Anzahl interner Schwingungsmodi.
Zentraler Gegenspieler ist die Spannung der Stimmlippen. Wächst sie, nehmen
Querschnitt, Masse und Amplitude der Schwingung ab. Wellenlänge der
Coverschwingung und Phasenverschiebung werden reduziert. Zudem verringert sich
die vertikale Komponente der Stimmlippenschwingung.
Es existieren Indizien, die darauf hindeuten, dass ein großer Geschwindigkeitsquotient,
also eine im Verhältnis zur Öffnungs- schnelle Schließphase die Entwicklung
energiereicher höherer Teiltöne begünstigt oder bewirkt. Weitergehende Aussagen
sind nach bisherigem Wissenstand jedoch noch nicht möglich.

Wie schon bei Tonhöhe und Lautstärke begegnet uns auch bei der Registerthematik
das hochdifferenzierte Spiel zwischen Vocalis und CT. Nachlassende CT Aktivität
tendiert zu größerem Querschnitt, Masse und Amplitude, demnach zu reicherem
Teiltonangebot der Klang entwickelt sich in Richtung unteres Register. Der Vocalis
verhält sich auch bei der Registerregulation ambivalent. Seine Kontraktion kann trotz
Verkürzung der Stimmlippen die Spannung erhöhen, oder auch gegen deren Längung den Querschnitt bedingt steigern. Ihm fällt also in der Hauptsache die Aufgabe der
Feinregulation zu.

Charakteristisch für die Register ist die Komponente, die als dominierendes Element
die Tonhöhe regelt. Ist die Spannung noch relativ gering, sind dafür in der Hauptsache
Massezu- und -abnahme verantwortlich. Bei fortschreitender Längung der
Stimmlippen, wenn die Elastizitätskurven von Stimmband und Schleimhaut in ihren
steilen Arm übergehen, wird die Spannungsveränderung immer wichtiger.
Das führt zur nach wie vor umstrittenen und uneinheitlichen Verwendung der
Terminologie. Eugen Rabine, der Leiter des nach ihm benannten "Rabine - Instituts für
funktionale Stimmpädagogik" schlägt die Begriffe "Massedominiertes" versus
"Spannungsdominiertes Register" vor. Sie beschreiben gut den physiologischen
Sachverhalt und erlauben darüber hinaus eine kinästhetische Orientierung beim
Singen, die an der Quelle der Registerregulation ansetzt. Masse und Spannung der
Stimmlippenschwingung sind bei geschulter Aufmerksamkeit gut physisch erlebbar.



Gegenseitige Einflüsse

Es fällt auf, dass bei der Regulation aller drei akustischen Größen die Balance zwischen
Vocalis und CT die entscheidende Rolle spielt. Die Variation dieser beiden Muskeln
bringt die Fülle unterschiedlichster Klangerscheinungen hervor. So wird klar, dass eine
Verschiebung der Balance zur Regulation einer Größe die anderen unweigerlich
beeinflußt. Bei aller Differenzierung unterliegt dieser Zusammenhang einer
Regelmäßigkeit:
CT Aktivität führt zu ansteigender Tonhöhe, reduzierter Lautstärke und
Registerverschiebung in Richtung Spannungsdominiertes Register. Jedenfalls, solange
nichts weiteres passiert. Wie bei der Spannungs- und Tonhöhenregulation deutlich
gesehen, ist die Vocalisaktivität nicht so einfach zu klassifizieren.
Betrachten wir wieder einen bestimmten gegebenen, eher tiefen Ton mittlerer
Lautstärke. Geringe CT Aktivität und relativ weitgehende Vocaliskontraktion ohne
große Kraft führen zu kurzen und einigermaßen dicken Stimmlippen. Der Luftdruck ist
mäßig, der Luftfluß hoch (allerdings auf dem insgesamt tiefen Niveau effizienter
Stimmgebung). Eher kräftige mediale Kompression führt bei geringer Steifheit der
Stimmlippen zu mittlere Amplitude. Wir erhalten einen Bruststimmenklang. 

Jetzt steigern wir kontinuierlich die Tonhöhe mit dem Ziel, die Lautstärke möglichst
unverändert zu belassen. CT Kontraktion darf dabei also nicht zu übermäßigem
Masseverlust führen, der den Schalldruck verringern würde. Der Vocalis müßte also
bei abnehmendem Querschnitt seine Aktivität erhöhen. Allerdings steigt mit der
Spannung auch der erforderliche Luftdruck, was einen Großteil der abnehmenden
Masse kompensiert. Es gibt jetzt einigen Spielraum:
Der Tonhöhenanstieg kann in erster Linie über die Masseabnahme geregelt werden.
Außer CT Kontraktion kommt dafür auch die Auskopplung der lateralen Vocalisanteile
in Frage. Der Masseverlust könnte dabei aber nicht durch vermehrten Luftdruck
ausgeglichen werden, da die Spannung ja relativ unverändert bliebe. Das könnte zwar
in Grenzen von zunehmender medialer Kompression ausgeglichen werden, die
Verschiebung der Spannungsverhältnisses von Body zu Cover macht diese Lösung
jedoch ziemlich ineffizient.
Masseabnahme durch die Verlängerung der Stimmlippen hat im unteren
Spannungsbereich immer noch die gleichen Nachteile, wenn auch weniger ausgeprägt.
Die Spannung steigt kaum an, der Luftdruck kann deshalb nur mäßig erhöht werden
um den Masseverlußt auszugleichen. Die notwendige mediale Kompression würde
einen eher gepressten Klang provozieren.
Um den Masseverlust in Grenzen zu halten, ist ein relevanter Spannungsanstieg
erforderlich. Das bedeutet, daß der Vocalis die Längung der Stimmlippen durch den
CT mittels eigener Kontraktion begrenzen muß und damit die Bodyspannung
heraufsetzen. So erlaubt ein minimaler Zuwachs an Luftdruck alle gewünschten
Veränderungen: Unterstützung des Tonhöhenanstiegs und leichte Ausweitung der
Amplitude zur Kompensation der um ein Weniges reduzierten Masse. Die nicht im
gleichen Maße gestiegene Coverspannung birgt die Gefahr der Frequenzabweichung
zwischen Body und Cover. Erhöhter Luftdruck und vor allem gestiegene Bodysteifheit
gleichen das jedoch aus.
Die Form der Stimmlippen ist wenig verändert, der Registerklang bleibt weitgehend
erhalten.
Erfolgt der Tonhöhenanstieg bei konstanter Vocalisaktivität, werden die Stimmlippen
durch den CT gelängt und die Masse nimmt wegen der Querschnittsverringenung ab.
Diese Massereduktion ist im unteren Register für die Tonhöhenänderung in der
Hauptsache verantwortlich. Bei weiterer CT Kontraktion steigt die Spannung immer
schneller an und das Ausmaß der Längung geht zurück. Schließlich sind für große Spannungsveränderungen zwar viel Muskelaktivität, aber fast überhaupt keine
Längendifferenzen mehr notwendig. Der Luftdruck steigt in Relation zur Spannung
(nicht zwingend zur Tonhöhe!).
Im Bereich des Massedominierten Registers geht dabei die Lautstärke kontinuierlich
zurück, solange der Luftdruck nicht erhöht wird. Im Spannungsdominierten Register
wird dieser Rückgang durch Verlangsamung des Masseverlusts und ansteigenden
Luftdruck gebremst, bis schließlich die Lautstärke mit der Tonhöhe zunimmt. Die
weitere Rücknahme der Lautstärke muss nun über eine Reduktion der schwingenden
Muskelanteile erfolgen, was zu einer immer stärkeren Aktivierung der verbleibenden
Vocalispartien führt (führen muss). Die Grenzen dieser Aktivierung stellen die unteren
Grenzen der Lautstärke bei großer Höhe dar. Dabei spielt der relativ hohe notwendige
Luftdruck ebenfalls eine einschränkende Rolle.

Höchste Anforderungen an die Differenzierung aller beteiligter Parameter stellt das
"messa di voce". Vom Piano ausgehen, wird dabei die Lautstärke bis zum Forte
gesteigert, um dann wieder zum Ausgangsniveau zurückzukehren. Dabei sind der
Einfluss der muskulären Steuerung auf Tonhöhe, Lautstärke und Klangfarbe bzw.
Register bestens zu beobachten:

Auf mittlerer Tonhöhe schwingt bei geringer Lautstärke nur wenig Muskelmasse mit,
die Stimmlippen sind dünn und eher scharfkantig, ihre Kontaktfläche ist klein. Die
Spannung der Stimmlippen dominiert die Steuerung der Grundfrequenz. Die
Amplitude ist gering, die Verschlussphase der Schwingung recht kurz, weshalb sich
Luftfluss und Luftdruck auf mittlerem Niveau die Waage halten. Um die Lautstärke
anschwellen zu lassen, wird die schwingende Masse der Stimmlippen und in Abhängigkeit davon die Energie des Luftstroms erhöht. Das muss natürlich gleichzeitig geschehen, kann aber gedanklich in einzelne Schritte aufgegliedert werden:

Durch Spannungsangleichung weiter lateral gelegener Vocalisfasern und transversale
Kontraktion wird mehr Muskelmasse in die Schwingung integriert. Der dadurch
gestiegene absolute Wert longitudinaler Kraftwirkung führt zu einer Verkürzung der
Stimmlippen und damit einer Verringerung der Spannung von Cover und Stimmband.
Zusammen mit der veränderten Gewichtung der Muskelspannung velangt das eine
Reduktion der Longitudinalkontraktion des Vocalis. Die Energie des Luftstroms wird
jetzt erhöht und führt zu einer größeren Amplitude. Die gleichzeitig verlängerte
Verschlussphase reduziert jedoch den Luftfluss, sodass die resultierende Steigerung des
Luftdrucks nur eine insgesamt wenig erhöhte Aktivität der Atmungsmuskulatur erfordert.

Der gestiegene Luftdruck macht nun eine Kompensation des
Tonhöheneffekts notwendig - die CT Aktivität lässt nach.
Die Stimmlippen sind jetzt kürzer und dicker, schwingen in größerer Amplitude und
mit mehr effektiver Masse. Alle Schwingungsparameter begünstigen das Entstehen
komplexer Wellenformen und führen so zu einer Verschiebung des Registerklangs in
Richtung Massedominiertes Register.
So lassen sich funktionelle Zusammenhänge zwischen den akustischen Parametern als
Grundregeln erkennen:
Massezunahme führt zu tieferen Tönen, zu größerer Lautstärke und zu
Registerverschiebung in Richtung "brustigeren" , d.h. obertonreicheren Klangs.
Spannungserhöhung hingegen tendiert zu höheren Tönen, abnehmender Lautstärke
und "kopfigerem" obertonärmerem Klang.

Eine gut differenzierte Stimmfunktion ermöglicht es, alle Parameter bedingt
unabhängig voneinander zu regulieren, indem sie einmal durch Spannungsvariation,
ein anderes Mal durch Spiel mit der Masse und ein drittes Mal durch Verschiebung der
Gewichtung der Muskelspannung verändert wird. Je mehr wir uns den
physiologischen Grenzen der Stimmfunktion nähern, um so eingeschränkter wird der
Spielraum, wird bei guter Balance aber nie ganz verloren gehen. Dabei dürfen wir davon
ausgehen, daß die Stimmen lebender Menschen diese physiologischen Grenzen nur in
den seltensten Fällen erreichen. Die Grenzen, die wir tatsächlich erleben, beruhen auf
einem Verlust der optimalen Balance, die dem Umstand zuzuschreiben ist, dass die
Stimme eine Sekundärfunktion ist. Das bedeutet, dass die Erfordernisse der primären
Funktionen der an der Phonation beteiligten Organe zuerst befriedigt sein müssen,
bevor die Sekundärfunktion zur Entfaltung kommt. 
Ein Training der Stimme muss also
immer, ob bewusst oder unbewusst, Körper und Psyche von Primärfunktionen
entlasten, die den Spielraum der Sekundärfunktion (Stimme) einschränken, und kann
sich diejenigen Grundfunktionen zunutze machen, die die Balance aller Muskeln erhöht. 
In Unkenntnis dieser Situation werden wohl die meisten Fehler bei Therapie und
Ausbildung von Stimmen begangen. Deren Berücksichtigung eröffnet hingegen ein
unbegrenztes Feld von hochwirksamen Einflussmöglichkeiten, die alltägliche
"Pathologie" auch gesunder Stimmen in Richtung zunehmender Physiologie, d.h.
größerer Effizienz, Leistung und Variabilität, geringerem Aufwand und Anfälligkeit
und höherer emotionaler Ausdrucksfähigkeit zu trainieren.
 
 
 
 
 




Weiteres folgt....