REMINISCENZE STORICHE DELL’ONDA VOCALE – PARTE 2°

7 Dicembre 2018
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7 Dicembre 2018

REMINISCENZE STORICHE DELL’ONDA VOCALE – PARTE 2°

Anni ’70, nel contesto musicale la ricerca sul canale fonico fa passi...

lo studio della voce nel ambito della comunicazione paraverbale

“The notes on the pentagram, the air pressure oscillations in a sound wave, the neural activity in the brain, or the chemical bases of the DNA molecule—these all express information, but they are not the information”.[1]

A sostenerlo è Juan G. Roederer, in The Physics and Psychophysics of Music – An Introduction, il ricercatore che – come riportato nella prima parte di questo articolo – sottolinea la forte analogia di metodo tra psicofisica e fisica: la costruzione di modelli in grado di spiegare la fenomenologia osservata e di fare predizioni su sistemi di cui si conoscono le condizioni iniziali. Questa chiave paradigmatica è da considerarsi ineludibile per lo studio della voce nell’ambito della comunicazione paraverbale tra esseri umani, ancor più se – si ribadisce – tale campo di ricerca si applica attraverso la fisica e la psicologia, in un intreccio di approcci primari e secondari che chiamano in causa altre specializzazioni. In questo senso, e non a caso, proprio Roederer redige la suddetta frase nel capitolo intitolato The Science of Music and the Music of Science, distinguendo della musica il fattore artistico da quello scientifico: il primo incardinato su valori estetico–storici, il secondo su rapporti matematici.

Gli studi sul canale fonico

Ebbene, proprio restringendo il discorso al canale fonico, il periodo in cui la ricerca subisce una forte accelerazione è quello degli anni ’70 del secolo scorso, ed il contesto è proprio quello musicale. Tra il 1976 ed il 1978 il polistrumentista, ricercatore musicale e cantante Demetriou Efstratios (1945-1979), meglio noto come Demetrio Stratos, visita più volte l’ISTC (Istituto di Scienze e Tecnologie cognitive) del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) a Padova[2], dove collabora con il fisico ed esperto in fonetica Franco Ferrero ed il foniatra Lucio Croatto, al fine di condurre studi su effetti vocali tramite i mezzi del centro di ricerca, quali lo spettrografo per identificazione vocale ed il laringografo EGG (nello specifico l’elettrografo EG 830 della F-J Electronics). L’ambito sotto indagine è quello dell’etnomusicologia e dell’estensione vocale.

La vibrazione delle corde vocali

Le corde vocali producono tipicamente suoni caratterizzati da componenti spettrali determinate in cui ogni parziale armonica è un multiplo della fondamentale (vedi a piè pagina nota 2, ndr); a volte subentra un secondo contributo sonoro legato alla contrazione delle cosiddette false corde vocali1, che può anche portare alla produzione di fischi dovuti ad una forte modulazione di frequenza; tale effetto portato al limite prende il nome di bitonalità, e consiste in due suoni non armonici indipendenti. In alcune tecniche vocali sperimentate da Stratos l’EGG dimostrò persino l’assenza di vibrazione delle corde vocali: le alte frequenze generate erano dovute alle ridotte dimensioni dei risonatori faringei. Tramite lo spettrografo d’identificazione vocale 700, Franca Zecchin fu la prima ad analizzare i dati (formanti, movimenti e sonogrammi[3]) relativi alla voce del cantante di origine greca, osservando come il picco più alto in frequenza fosse di 7000 Hz, corretto a circa 8000 Hz nel 2002 da successivi studi.

Praat, un programma di analisi vocale

Oggigiorno uno dei migliori programmi di analisi vocale è Praat[4], la cui versione più recente risale al 24 Maggio 2017. Il software, sviluppato da Paul Boersma e Don Weenink del Dipartimento di Fonetica dell’Università di Amsterdam, è open source e viene costantemente aggiornato e perfezionato. Alcuni dei parametri vocali attenzionati dal programma sono: la frequenza fondamentale media2, i sonogrammi3, il noise to harmonic ratio4, il jitter local5, il jitter local absolute6, il jitter rap7, il jitter ddp8, lo shimmer local9, lo shimmer apq310, il numero di pause vocali e la frazione di frames muti.

L’applicazione di Praat nella ricerca

Un interessante esempio di applicazione di Praat è in ambito logopedico. Si veda, ad esempio, l’articolo riportato nella Rivista italiana di logopedia[5], redatto da Marta Compagnucci, logopedista presso l’Istituto di riabilitazione Santo Stefano nelle Marche, in cui si spiega l’esigenza di trovare nuovi strumenti di diagnostica e valutazione clinica che adottino criteri univoci, obiettivi ed incontrovertibili, non più basati sulla percezione e la soggettività. Le conclusioni di tale studio evidenziano come il software predetto si sia rivelato affidabile, nei limiti statistici dettati dalle dimensioni del campionario oggetto dell’analisi, risultando appropriato per conferire significatività scientifica allo studio.

Niccolò Cirone

 

[1] Consistenti in pieghe della mucosa quasi prive di fasci muscolari, molto presenti invece in quelle vere.
[2] Un’onda è detta semplice se prodotta da un corpo che oscilla in ogni sua parte ad una stessa frequenza. In natura non esistono sorgenti sonore di onde semplici; unica eccezione è il diapason, costruito appositamente per tale ragione. Anche nel caso di una corda di chitarra, il segnale generato è complesso, costituito dalla somma di più frequenze, una multipla dell’altra. Tali frequenze vengono dette armoniche: la più bassa è chiamata fondamentale, o prima armonica, e corrisponde sul piano percettivo all’altezza (o tono) del suono prodotto.
3] Anche detto spettrogramma: utile a studiare l’evoluzione temporale della composizione in frequenze di un suono.
[4] Rapporto tra rumore/componente armonica. Analogamente si parla di harmonic to noise ratio in riferimento alla frazione componente armonica/rumore.
[5] Differenza media tra periodi glottali consecutivi, divisa per il periodo medio.
[6] Identico al jitter local, ma non diviso per il periodo medio.
[7] È la perturbazione relativa media, ottenuta dalla differenza media tra un periodo glottale e la media dei suoi immediati vicini. Nel caso in cui si vogliano considerare i 4 immediati vicini si utilizza il jitter ppq5.
[8] Differenza media tra differenze di periodi consecutivi.
[9] Differenza media tra ampiezze di periodi consecutivi, divisa per ampiezza media. Usando la scala dei Decibel, che è di tipo logaritmico, si parla di shimmer dB.
[10] Differenza media tra l’ampiezza di un periodo e la media delle ampiezze dei suoi immediati vicini. Shimmer apq5 nel caso dei primi 4 vicini.

 

Riferimenti bibliografici

  • [1]Juan G. Roederer – The Physics and Psychophysics of Music – An Introduction, Springer-Verlag, 2009, pag. 16
  • [2]Elena Ceolin, Graziano Tisato, Laura Zattra, 2011 – Demetrio Stratos rethinks vocal techniques: a historical investigation at ISTC in Padova, da SMC Conference (Sound and Music Computing)
  • [3]Dispense del corso di acustica per musicisti, di Mauro Graziani, docente presso Conservatorio F. A. Bonporti di Trento
  • [4]Pascal van Lieshout – Praat – A basic introduction, University of Toronto, Graduate Department of Speech Language Pathology, Faculty of Medicine, Oral Dynamics Lab, 2003
  • [5]Marta Compagnucci – Analisi oggettiva della voce in ambulatorio logopedico: uso di uno strumento di analisi vocale, Rivista italiana di logopedia, 2014
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