Las cuerdas vocales son capaces de producir una amplia gama de frecuencias de sonido debido a la capacidad de la laringe para estirar las cuerdas vocales y a la composición molecular de las mismas, según un nuevo artículo publicado en PLOS Computational Biology. Los científicos, dirigidos por Ingo Titze, de la Universidad de Utah, muestran cómo estas dos características de las laringes de diversas especies pueden predecir con exactitud la gama de frecuencias que cada una de ellas puede producir. Los resultados revelan las raíces evolutivas de cómo y por qué surgió la voz.
Garganta
Aunque la mayoría de la gente conoce las estructuras de nuestra garganta que producen el habla como «cuerdas vocales», el término no es de uso universal entre los investigadores de la voz. Algunos prefieren «cuerdas vocales» desde mediados de la década de 1970, cuando los estudios de anatomía vocal mostraron un pliegue del ligamento vocal (la cuerda) durante la vibración. Esta investigación demuestra que la expresión «cuerdas vocales» puede ser más adecuada, debido a la consideración de las propiedades de las cuerdas como cuerdas.
Al nacer, las cuerdas vocales están compuestas por un material uniforme y gelatinoso. A medida que las cuerdas vocales maduran, se desarrollan fibras dentro del gel, formando finalmente una cuerda laminada de varias capas. Imagínese un conjunto de cuerdas de guitarra pegadas con gelatina; cuando se pulsa una cuerda, todo el conjunto de fibras de gel se agita con ella. Los músculos de la laringe modulan además el sonido que producen las cuerdas, alargándolas y acortándolas para cambiar el tono.
Titze y sus colegas, Tobias Riede, de la Universidad Midwestern de Arizona, y Ted Mau, del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas, recopilaron mediciones de las características de la laringe de 16 especies, entre las que se encontraban seres humanos y animales que iban desde ratones hasta elefantes. Como era de esperar, los animales más grandes tenían laringes más grandes, y el tamaño del cuerpo se correlacionaba bien con la frecuencia media que podía producir un animal.
Pero el tamaño del cuerpo no podía predecir la gama de frecuencias posibles de un animal. «Entonces, uno se pregunta qué ocurre dentro de la laringe para que se produzca este resultado tan diferente en cuanto a la gama de tonos entre las especies, donde el tono medio está tan bien correlacionado con el tamaño». dice Titze. El equipo descubrió que había dos factores que predecían mucho mejor el alcance: Un factor que medía la cantidad de cambio de longitud posible en la cuerda vocal, o hasta dónde podía estirarse, y un factor que medía la rigidez de la cuerda debido a las estructuras de las fibras en su interior.
Titze
Titze afirma que la creación de un instrumento artificial con las mismas propiedades que las cuerdas vocales podría resultar técnicamente desalentadora. El primer paso, dice, sería fabricar una cuerda laminada, con las capas reticuladas entre sí y soportadas por fluidos. «Pero luego tendríamos que averiguar cómo tirar de ella, alargarla y cómo distribuir la tensión entre una capa y otra», dice. «La naturaleza ha descubierto esto, cómo tocar literalmente la capa dominante para un tono determinado».
Los resultados podrían ayudar a los cirujanos a reparar las cuerdas vocales dañadas. Dado que tanto la elasticidad como la rigidez de las cuerdas son factores que influyen en el rango, los médicos podrían tener más opciones para diseñar tratamientos que restauren gran parte del rango del paciente. Los resultados también tienen implicaciones para el entrenamiento vocal, y sugieren que los cantantes pueden aumentar su alcance estirando sus cuerdas vocales o realizando ejercicios que afecten al espaciado de las fibras y a la rigidez de las cuerdas, es decir, más opciones para lograr el mismo objetivo.
A pesar de la complejidad de la estructura de las cuerdas vocales, Titze dice que le sorprendió lo bien que el modelo de una simple cuerda vibrante explicaba el alcance de las cuerdas. «La mayoría de la gente se reiría de utilizar un modelo de cuerda simple que vibra para algo tan complicado como una estructura de tejido tridimensional y no homogénea«, dice. «Pero el modelo de cuerda hace un trabajo increíblemente bueno para explicar esta gama de frecuencias».
