Phylogenèse Physiologie de la phonation, Dr Guillaume-Souaid Gladys Avril2013

VOIX Partie de la personne Unique, signature Son, parole, support du langage et expression de la pensée Rôle fondamental dans la société: communication « Le propre de l’homme » Fabrication de la voix, son contrôle, son développement,

Connaître l’instrument complexe En optimiser l’utilisation

L’étude de l’évolution des êtres vivants Survie propre est la chose la plus importante du point de vue physiologique: vivre assez longtemps pour assurer sa descendance

Larynx: deux fonctions primordiales Respiration et protection des voies aériennes lors de la déglutition Fonction vocale primordiale pour les primates évolués : dernière fonction apparue selon l’évolution Darwinienne

Communication Animaux : codes comportementaux Gestuels, visuels, chimiques, sonores Les cris des animaux: défense, attaque, intimidation, demande secours ou nourriture, attraction sexuelle

Seuls les vertébrés: système anatomique vibration de l’air : voix

Insectes: Production sonore par percussion ( vibration des ailes) Sons laryngés : batraciens, oiseaux, mammifères

Batraciens Ebauche du larynx par ouverture de l’appareil respiratoire dans l’arrière-bouche puis densification et organisation de la charpente laryngée sons divers, communication sonore riche Appel à l’accouplement, délimitation du territoire et avertissement d’un danger menaçant

Oiseaux Syrinx : organe à l’origine des sons, situé au milieu de l’appareil respiratoire entre trachée et division. Conduit vocal large d’où possibilité de moduler les sons et imiter la voix humaine Chant: inné ou par imitation

Mammifères Apparition dans l’évolution de l’espèce d’une structure portant les cordes vocales : le cartilage cricoïde

Mammifères Voile du palais au contact de d’épiglotte avec langue peu mobile Difficulté de moduler et d’articuler le son laryngé

Notre supériorité vocale humaine Position dans le cou, et la grande variété de configurations possibles de cavités situées entre le larynx et les lèvres ( possibilités articulatoires surtout)

Baleines: chants mélodieux et émissions variées dans leur rythme mais et sans signification particulière sans articulation

Plupart des Singes: langue plate, larynx trop haut dans le cou pour pouvoir parler, impossibilité d’articuler différentes voyelles

Chimpanzés: larynx presque humain Gènes similaires à 98%, acquisition d’un langage par signe mais manque la commande corticale pour un langage articulé Système limbique: communication par émotions primaires, par langage des signes

Depuis quand parlons nous? Homo sapiens Néandertaliens: aucune capacité vocale au sens humain malgré des rites funéraires et construction d’outils Parler : compétence anatomique et physiologique au niveau des organes phonatoires Aptitude neurologique centrale pour construire le langage et commander les organes périphériques

Depuis quand parlons nous? Homme de Cro-Magnon (35 000 mille ans) certitude d’un langage verbal articulé

Homo sapiens Sapiens L’homme de Néandertal Crâne arrondi, front redressé, lobe frontal Situation verticale, cou redressé, éloignant le voile du palais du larynx

Augmentation de la mobilité du pharynx et de la langue modulation du son laryngé avec développement du système nerveux central Enrichissement de la communication et développement du langage verbal Langage parlé

Homme L’enfant qui naît: premier son Cri primal Pleurs, cris ou expression vocale? Douleur de la naissance ou sentiment de déracinement et d’abandon? Et le nouveau né animal? Façon innée d’expression chez l’humain Thérapies du cri primal  Importance de la parole

Qu’est ce que la voix Production sonore de l’organisme, de l’air mis en vibration se transmettant dans un milieu porteur Sortie des lèvres pour finir des les oreilles de l’autre après une transformation par le milieu extérieur

Production sonore fait intervenir Acteurs = Anatomie de l’appareil vocal Mise en scène = physiologie Résultat acoustique final = Pièce de théâtre

Voix Ensemble de sons et de bruits Son défini par des caractéristiques acoustiques (physiques) Hauteur ( grave ou aigu) Intensité (faible ou fort) Timbre

Son ou bruit Son : production par le larynx (voyelles) Bruit : production entendue instable dans le temps (echelle des msec): vague, vent.. Bruit dans la voix: Claquements de langue contre les dents (t), sifflements avec vibration laryngé(z) Production d’un son ou bruit: Vibration d’une matière première:air expiré stocké dans les poumons au préalable au travers d’un rétrécissement larynx : sons voisés(voyelles et cts consonnes(b) ) ou plus haut(consonnes non voisés(p,s))

Aucun organe responsable de la phonation Appareil vocal : différents acteurs Poumons Larynx Voies aériennes supérieures Langue, lèvres Muscles Aucun n’est dédié qu’à la voix

Anatomie et physiologie Inséparables Matière première de la voix: AIR fourni par les poumons Mis en vibration par le larynx Transformé jusqu’à sa sortie au niveau des lèvres Cerveau , posture générale , émotions..

Phonation TROIS Parties Appareil respiratoire = Soufflerie pulmonaire Larynx = Vibrateur Cavités de résonance buccopharyngées

Respiration Le même air que pour respirer et oxygéner ses tissus Parler siffler tousser cracher Phonation : Air expiratoire Organes en jeu Contenants Thorax, bronches, trachée et poumons Éléments mobilisateurs Muscles respiratoires

Naissance du son Larynx Tube avec de nombreux replis Changement de forme intérieure Surface interne recouverte de muqueuse Acteurs principaux: les muscles intrinsèques Relient les cartilages entre eux Internes au larynx Mobilisation des cartilages

Déplacements rapides et précis Innervation particulière avec des cellules très fines avec des réserves énergétiques considérable car riches en mitochondries (glucose et O2)

Deux branches du pneumogastrique Laryngé supérieur : muscles crico-thyroidien Récurrent : tous les autres muscles

Glotte: espace entre les cordes vocales: Rapprochement des CV grâce aux aryténoides Fermeture au cours de la déglutition, effort violent, préalable nécessaire à la phonation

Larynx= armature solide contenant des structures mobiles lui permettant d’assumer ses fonctions, toutes basées sur ouverture et fermeture

Deux petits cartilages : les aryténoides S’articulent avec le chaton cricoidien S’écartent et se rapprochent le long de leur surface articulaire cricoïdienne ouvrant et fermant la lumière laryngée

Muscles intrinsèques: 3 groupes

Muscles intrinsèques -1- Muscle dilatateur de la glotte ABDUCTION Muscle Crico-arytenoidien postérieur Fait pivoter en dehors le cartilage aryténoide (position de repos) La paire de muscles crico-aryténoïdiens postérieures ouvre les CV

Muscles intrinsèques -2- Les muscles constricteurs ADDUCTION Inter-arytenoidien (oblique et transverse), rapproche les 2 cartilages arytenoïdes Crico-aryténoidein latéral, Thyro-aryténoidien moyen et supérieur

Les Constricteurs Muscles inter-arytenoidiens Oblique et transverse Rapprochement des aryténoides Crico-aryténoidien latéral Traction en dhs de la partie postérieure (pivot) Rapprochement de l’insertion postérieure (ary) des CV Synergie nécessaire car si mouvement brutal de l’un, relâchement de l’autre ---Fuite postérieure

Muscles intrinsèques -3- 2 Muscles tenseurs de la corde vocale: 1/ Crico-thyroïdien bascule le cartilage thyroïde sur le cricoïde, tendant la corde vocale Inconstant (50%) Le seul ne prenant pas insertion sur le cartilage aryténoïde

Le muscle crico-thyroïdien Contraction jamais isolée Mobilise peu le cartilage aryténoïde fixé sur le cricoïde par d’autres muscles Muscle isométrique, se raidit sans changer de taille,avec des changement des propriétés vibratoires ajustant la fréquence su son émis

2/ Muscle thyro-aryténoïdien inférieur Muscle vocal Horizontal entre le processus vocal du cart.aryténoïde en AR et le 1/3 inf de l’angle rentrant du C Thyroïde Principal élément constitutif du pli vocal (en dds du ligament vocal)

Muscle thyro-aryténoidien inferieur Principal élément constitutif du pli vocal (+ligament et muqueuse) Contraction Mobilise peu le cartilage aryténoïde fixé sur le cricoïde par d’autres muscles Muscle isométrique, se raidit sans changer de taille, avec des changement des propriétés vibratoires ajustant la fréquence du son émis

Les muscles extrinsèques Bretelles musculaires Soutien Maintien de l’axe laryngo-trachéal Mobilisation du larynx

AVANT Muscles sus hyoidiens Suspension du larynx à la mâchoire Hyoglosse Génioglosse Mylo-hyoidien Partie antérieur du digastrique Thyro-hyoidien Suspension du larynx à la mâchoire

HAUT et ARRIERE Suspension vers le crâne Muscle stylo-hyoidien Partie postérieure du digastrique

BAS Muscles sous-hyoïdiens Solidarisent le larynx à la cage thoracique Sterno-thyroïdien Omo-hyoïdien Sterno-cléido-hyoïdien.. Solidarisent le larynx à la cage thoracique

Comprendre leur rôle Positionnement du larynx dans le cou Rôle indirect dans la phonation Par exemple: Evitent la remontée du larynx lors des sons aigus

Mouvements laryngés Respiration Phonation Dans l’effort musculaire Dans la déglutition

Respiration Inspiration calme glissement sur la surface articulaire vers l’extérieur des aryténoïdes Les m crico-ary latéral et post stabilisent la position de l’ary horizontalement : ouverture triangulaire Inspiration forcée: Ary s’inclinent en AR en pivotant autour de l’axe de la surface articulaire augmentant l’ouverture glottique : ouverture pentagonale Deplissement des cordes vocales est d’autant plus grand que l’inspiration est plus ample. Ouverture Maximale : bâillement

Phonation Contraction du muscle inter-ary Contact des deux aryténoïdes= adduction Contact accentué par l’action du muscle crico-ary latéral

Effort musculaire, toux défécation Plicature des bandes ventriculaires et du vestibule laryngé Blocage hermétique de la lumière laryngée

Déglutition Fermeture hermétique Importante remontée du larynx se logeant sous la BDL Simultanément, abaissement de l’épiglotte en AR

Anatomie de la corde vocale Replis horizontaux, plis vocaux plutôt que cordes Protégés au sein du larynx Longueurs variables 2 cm homme (18 à 25 cm) 1,5 cm femme (14 à 20 cm) Poids 1g Instrument à vent : soufflerie

Profondeur : muscle Espace de Reinke: glissement Ligament vocal: structure interne complexe lamina propria Couche profonde (f collagènes inextensibles) intermédiaire (f élastiques)/ superficielle (lâche), Muqueuse : Epithélium et couche superficielle (épithélium malpighien)

Vibrateur inconscient Rapprochement grâce aux adducteurs Début du cycle sonore commence avec un larynx fermé Ajustement de la masse vibrante en fonction de leur raideur et leur élongation Ecartement des cordes par la pression sous glottique: passage d’air et production d’un tourbillon aérien Effet Bernoulli (retro-aspiration de la muqueuse) et élasticité des cordes vocales les referment

Naissance de l’onde acoustique Parcours du conduit vocale et sortie au niveau des lèvres Rapidité du cycle = hauteur de la voix humaine (80 à plus de 1500 fois) Naissance d’une vague au niveau de la corde vocale par le glissement de la muqueuse sur les plans profonds De bas en haut et de dedans en dehors à la face supérieure de la corde vocale CV s’écarte de 1mm latéralement et 0,2 à 0,5 mm vers le haut: Vibrations de faible amplitude

Mouvements de fermeture et d'ouverture des CV Mouvements de fermeture et d'ouverture des CV. Le mouvement se propage de bas vers le haut [mucosal wave]. Le mouvement est symétrique.

Classer une voix Selon la façon dont elle est fabriquée : aspect Physiologique Selon la façon dont elle est entendue: aspect Acoustique Selon le sentiment qu’elle transporte: mode expressif Selon le message qu’elle véhicule: langage, parole Selon l’intention d’agir sur autrui: mode d’action

Paramètres acoustiques du son émis Hauteur, intensité et timbre Dépendance exclusive de la pression sous glottique et de la tension des cordes vocales Vibration des cordes vocales selon théorie myo-élastique aérodynamique

Respiration Le même air que pour respirer et oxygéner ses tissus Parler siffler tousser cracher Phonation : Air expiratoire Organes en jeu Contenants Thorax, bronches, trachée et poumons Éléments mobilisateurs Muscles respiratoires

Thorax Partie supérieure du tronc Cage osseuse pour les poumons (cœur et gros troncs) En Avant 12 côtes, forme d’un C Attachées en AR sur une vertèbre = Cage thoracique 10 premières : en AV le sternum ( directement ou par un cartilage) 2 dernières « flottantes » protègent les reins

Thorax Rachis en AR : cyphose dorsale, conditionne le redressement du thorax

Orientation d’une côte Fondamentale explique les mouvements possibles pour ouvrir la cage thoracique Bord latéral un peu + bas plus bas que ses deux attaches ant et post Extrémité antérieure plus basse que post Face sup regarde vers l’avant et l’extérieur

Poumons Réservoir de stockage de l’air destiné à la phonation Echanges gazeux permettant d’oxygéner la sang « l’hématose » Air aspiré par dépression Poumons collées à la cage thoracique par la plèvre

Deux membranes qui glissent l’une contre l’autre La première fixée au poumon La deuxième fixée à la cage thoracique Entre les deux: vide Lors de l’inspiration: plèvre extérieure soulevée par la cage thoracique entraîne la profonde avec le tissu pulmonaire Augmentation du volume des alvéoles avec aspiration de l’air inspiré exterieur Pneumothorax: effondrement poumon autour des bronches

Lors d’une respiratoin Mobilisation des muscles Expirateurs Inspirateurs, dont le diaphragme Un muscle ne travaille jamais seul: couple de muscles agonistes / antagonistes Une action / un relâchement

Diaphragme: retarde l’expiration évitant à l’air de partir d’un coup Muscle en forme de dôme Passage d’éléments importants au centre et sommet: aorte, veine cave inférieure, œsophage, nerfs Insertions:

Insertions du diaphragme En arrière : rachis, En avant et latéralement: à la base du thorax Base plus haute en avant et en arrière elle descend jusqu’aux vertèbres lombaires Coeur et poumons au dessus, viscères abdominaux en dessous

Fibres tendues entre sommet et base du dôme Inspiration Contraction Aplatissement, repoussant vers le bas le contenu de l’abdomen Appui sur les viscères Augmentation du volume de la cage thoracique 3D

Mouvement du diaphragme Verticale: abaissement Sagittal =antéro-postérieur paroi abdominale en avant Frontale =latéral: élévation des côtes Au centre 1 cm à 10 cm si efforts vocaux importants

Action d’un piston provoquant un appel d’air Muscle inspirateur principal Son Mouvement : réflexe Sa Commande: involontaire pour la respiration, automatique Volontaire lors de la phonation Lors de la phonation s’opposant à l’action des expirateurs = rôle antagoniste primordial

Muscles thoraciques Thoraciques: entre deux côtes (travers) Intercostaux externes inspirateurs, relèvent les côtes en anse de seau Intercostaux internes expirateurs

Muscles abdominaux Parois de l’abdomen Entre la partie inférieure des dernières côtes et la bord supérieur du bassin Se recouvrent

Muscles abdominaux Abdominaux: muscles plats Parois de l’abdomen, sangle enveloppant les viscères Nom donné par la direction Expirateurs Contraction: rétrécissement de la ceinture abdominale, refoulant les viscères vers le haut et referme le thorax

Muscles abdominaux Grands obliques Grands droits abaissent bords latéraux des côtes Grands droits tirent le sternum vers le bas Fonction non respiratoire

Torsion du tronc Action phonatoire non forcée, par un rôle antagoniste au diaphragme car compriment les viscères et repoussent le diaphragme vers le haut. Action forcée de ces muscles est inutile sur le plan phonatoire

Muscles du rachis et du cou Elévation de l’orifice supérieur du thorax: cts muscles du cou Muscles scalènes entre le rachis en AR et HT et descendent vers les premières côtes SCM: puissant, ratation de la tête soulève l’orifice supérieur du thorax :base du crâne vers le sternum et la clavicule Rôle nuisible en rigidifiant l’axe cervical empêche la libre mobilité du larynx

Respiration Pénétration de l’air dans les poumons si on fait de la place Donc nécessité d’augmenter son volume Mobilisation de la cage thoracique par 2 mécanismes Sternum monte Elévation de la partie latérale des côtes

Sternum monte Pivotement de la côte en AR au niveau du rachis autour d’un axe horizontal Remontée de la partie antérieure des côtes Remontée du sternum Horizontalisation dans le sens antéro- postérieur

Elévation de la partie latérale des côtes par un mouvement de rotation autour d’un axe antéro-post passant par le rachis et l’attache sternale Horizontalisation des côtes et élargissement latéral (au niveau de sa partie basse surtout) Mouvement « en anse de seau »

Mouvements d’ouverture lors de l’inspiration Puis retour spontané en position de repos par l’expiration Cycle respiratoire: une inspiration et une expiration L’air utilisé lors de la phonation : Air expiratoire qu’il faut inspirer

Inspiration Air Poumons Deux voies : nez ou bouche, Pharynx, larynx puis trachée Trachée : tube rectiligne derrière le sternum Division de la trachée en deux Bronche souche vers chaque lobe pulmonaire Ramification de plus en plus petites bronches jusqu’à des petits culs de sacs dits alvéoles pulmonaires: lieu des échanges gazeux vers le sang

Inspiration Agrandissement de la cage thoracique dans toutes dimensions Dilatation du poumon solidaire de la paroi de la cage thoracique grâce à la plèvre

Muscle Diaphragme: principale force musculaire inspiratoire Abaissement et refoulement du contenu abdominal Il dilate les six dernières côtes agrandissant le diamètre transversal et antéro-postérieur du thorax Contraction des muscles intercostaux externes et cts m du cou ( inspirateurs accessoires)

Expiration Trajet inverse de l’Air expiratoire Poumons, bronches, trachée Concentration de l’air vers le larynx et les cordes vocales puis traversée du conduit vocal pharynx, bouche +-fosses nasales

Expiration D’abord passivement Retour à une position de repos des structures élastiques de la cage thoracique (tissu pulm + cartilages costaux) Donc fermeture des côtes et remontée diaphragmatique Entrée des muscles expirateurs si mouvement plus rapides

Expiration: muscles expirateurs Contraction des muscles abdominaux Abaissement des côtes Elévation de la pression intra-abdominale Provoquant une remontée diaphragmatique Muscles intercostaux internes Fermeture costale

Inspiration nasale ou buccale Humidification et réchauffement de l’air mais rendement inférieur quantité d’air moindre mais permet une respiration calme et mise au repos des autres organes Air de meilleur qualité Buccale débit plus important meilleur rendement

Mouvements respiratoires Respiration différente selon l’utilité vocale Mobilisation d’une partie du volume pulmonaire lors de la phonation Respiration de repos Vie courante, volume courant 0,4 à 0,5 litre de volume courant Inspiration: abaissement de 1,5 cm du diaphragme+++ Expiration passive Capacité résiduelle fonctionnelle: fin exp

Mouvements respiratoires Expiration forcée contraction des muscles expirateurs st abdominaux Air qui sort = volume de réserve expiratoire (1200 ml)VRE Inspiration forcée Contraction du diaphragme, intercostaux, inspirateurs accessoires et extenseurs de la colonne vertébrale Air qui pénètre = volume de réserve inspiratoire (3000ml)VRI

Mouvements respiratoires Capacité vitale= VC+VRI+VRE Volume résiduel : air qui reste dans les poumons à la fin d’une expiration forcée (1200 ml) Rôle des muscles respiratoires dans le phonation Homme = 3,5 à 5 litres Femme = 1,8 à 3,7 litres Âge ,50 ans

Respiration: Apport d’oxygène au sang Automatique , apnée une minute Contrôle de centres nerveux au niveau du bulbe Capteurs chimiques sanguins sensibles au taux d’O2 et CO2 : rythme et ampleur de la respiration selon les besoins de l’organisme Absence d’efforts musculaires lors d’une respiration calme

Respiration simple Durées Inspiration =Expiration VC 11 à 17 fois par minute 3-7 litres d’air par minute Volumes variables selon effort ou activité

Respiration Diaphragme et intercostaux externes: respiration simple Scalènes et SCM lors de l’inspiration si respiration plus csquente Muscles extenseurs de la colonne V (D+L) Phonation: Elasticité de la cage thoracique (comme la soupir) Expulsion de l’air

Phonation Air expiratoire Rarement air inspiratoire : rendement médiocre, mobilisation d’air * 2-3 Allongement de l’expiration, du rythme I-E Inhibition du cycle automatique respiratoire, oxygénation secondaire Mobilisation de 60-80 %de la CV

Volume d’air nécessaire pour parler 1.5 l et le double pour chanter Restituer l’air avec un débit et une pression suffisante Différentes manières de mobilisation du souffle phonatoire Respiration Phonation