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생물학

3 차원에 보컬 배 진동 연구 반의 laryngeal 설치

Published: November 25, 2017
doi:
10.3791/55303
, , , ,
1Voice Research Lab, Department of Biophysics, Faculty of Science,Palacky University Olomouc, 2Laboratory of Bio-Acoustics, Dept. of Cognitive Biology,University of Vienna, 3ENES Lab, NEURO-PSI,CNRS UMR 9197,Université Lyon/Saint-Etienne, France

Summary

이 종이 인간과 비 인간 포유동물에서 음성 생산의 다양 한 생물 측면을 조사 하기 위하여 보컬 배 진동의 다차원 보기를 촉진 하는 hemi-후 두 표본의 준비에 대 한 프로토콜을 소개 합니다.

Abstract

인간과 대부분 비 인간 포유동물의 음성 보컬 폴드의 자립 진동 통해 후 두에서 생성 됩니다. 보컬 배 진동의 직접적인 시각적 문서 비 인간 포유동물에서 특히 도전적 이다. 대신, 삭제 후 두 실험 보컬 배 진동 제어 생리 적, 육체적 조건 하에서 조사를 기회를 제공 합니다. 그러나, 전체 후 두를 사용 하 여 단순히 보컬 폴드, 진동 구조의 중요 한 부분을 제외 하 고 공기 역학적 힘과 그들의 상호 작용 하는 동안 관측에서의 상위 뷰를 제공 합니다. 이 제한 어디 절반 hemi-후 두 설치 프로그램을 이용 하 여 극복 될 수 있다 후 두의 중간 sagittally 제거, 자기 지속적인된 발진 동안 상사와 나머지 음성 겹의 측면 보기를 제공.

여기, 실험실 벤치에 반의 laryngeal 구조와 그들의 장착 해 부 준비에 대 한 단계별 가이드를 제공 됩니다. 모범적인 phonation hemi-후 두 준비의 두 개의 동기화 된 카메라 (우수 하 고 측면 뷰), 보여주는 3 차원 보컬 배 모션 및 해당 시간 가변 접촉 영역 잡혀 고속 비디오 데이터와 함께 설명 되어 있습니다. 이 출판물에 헤-후 두 설치 설명서 응용 프로그램 및 음성 과학자를 제공 하는 가능성이 더 나은 음성 생산의 역학을 이해 하는 실험 연구에서 신뢰할 수 있는 반복성을 촉진할 것 이다.

Introduction

음성 변환 꾸준한 공기, 공기 펄스의 시퀀스에는 폐가 제공한 후 두 조직 (주로 보컬 폴드), 진동에 의해 일반적으로 만들어집니다. 음향 압력 파형 (즉, 기본 사운드), 필터는 보컬로 흥분 음향 흐름 펄스의이 시퀀스에서 신흥 고 결과 소리 코1에서에서 입에서 그리고 (어느 정도)에 방사 . 생성 된 소리의 스펙트럼 구성 후 두 역학 및 tracheal 공기2와 상호 작용에 의해 지배 하는 보컬 배 진동의 품질에 의해 크게 좌우 된다. 모두는 임상 및 연구의 맥락에서 문서와 보컬 배 진동의 평가 때 따라서 제일 관심의 음성 생산을 공부.

인간에서는, vivo에서 사운드 생산 동안 후 두의 직접 내 시경 조사, 도전 이며 nonhuman 포유 동물, 현재 기술 의미 부여에 사실상 불가능 하다. 따라서, 그리고 신중 하 게 제어 보장 물리적 또는 생리 실험 경계 조건, 삭제 larynges3,4 의 사용 순서로 많은 경우에 의 조사에 대 한 적절 한 대체 vivo에서 음성 생산 메커니즘.

보컬 배 진동 복잡 한 3 차원 현상5입니다. 같은 기존의 조사 방법 (vivo에서) 후 두 내 시경 또는 삭제 후 두 준비 일반적으로 제공만 진동 보컬 폴드6의 우수한 보기의 완전 한 3 차원 분석에 대 한 허용 하지 않습니다. 보컬 폴드 모션입니다. 특히, 뛰어난 뷰에서 낮은 보컬 폴드 (꼬리) 여백 표시 되지 않습니다 진동 사이클의 주요 부분. 이것은 열 등 (꼬리)와 일반적으로 보컬 배 진동5동안 볼 수 있는 현상 보컬 폴드의 우수한 (두개골) 가장자리 사이의 위상 지연. 수학과 물리 모델에서 결과를 백업에 대 한 직접 경험적 증거 부족으로, 기하학의 지식 및 낮은 보컬의 모션 접어 모서리7, 그리고 이렇게 subglottal 채널8,9 의 형상 , 10 후 두 공기, 보컬 배 조직, 그리고 결과 힘 및 압력11,12사이의 상호 작용을 이해 하는 더 나은 결정적 이다. 관습 뛰어난 뷰에서 숨겨진 보컬 배 진동의 또 다른 측면은 두 성 주름 사이 접촉의 수직 (caudo-두개골) 깊이. 노래 (“가슴” “성” 등록 대)13,14에서 사용 하는 보컬 레지스터의 잠재적인 지표 성 주름의 수직 간격 수직 연락처 깊이 관련 있다.

일반 (전체) 삭제 후 두 준비의 단점을 극복 하기 위해 소위 hemi-후 두 설치 이용 될 수 있다, 어디 절반 후 두의 제거, 나머지의 진동 특성 평가 촉진 3 차원에 보컬 접어입니다. 놀랍게도, 1960 년대15 에이 설치 프로그램의 소개 및 199316개념의 초기 유효성 검사, 이후 많은 실험실 실험이 유망한 실험적 접근17,18 수행 했습니다. ,19,20,21,,2223. 이 대 한 설명은 가능한 hemi-후 두 준비를 만들기의 어려움에서 찾을 수 있습니다. 기존의 삭제 (전체) 후 두 준비는 잘 문서화 되어4, 같은 깊이 있는 지침 있습니다 아직 hemi-후 두 설치 프로그램을 만들기 위한. 그러므로 드디어 표본에서 실험 결과 의해 보완 안정적으로 재현할 수 hemi-후 두 설치 설정에 대 한 자습서를 제공 하는이 논문의 목적 이다.

측정 장비, 고속 같은 “전통적인” 삭제 후 두 설치 또는 적절 하 게 후 두 구조의 진동 사운드 생성 하는 동안 또는 적절 한 다른 이미징 기술을 많은 기능을 공유 하는 hemi-후 두 설치 온수, 습도 공기의 공급입니다. 이러한 일반적인 설치 고려 장 책4 와 음성의 국가 센터 및 음성24에서 기술 보고서에 자세히 설명 되어 있습니다. 이러한 지침의 반복이이 원고의 범위는 것입니다. 여기, hemi-후 두 설치 프로그램을 생성 하기 위한 특수 지침만 제공 됩니다.

Protocol

이 논문에서 분석 동물 표본 Palacky 대학 츠, 체코 공화국의 표준 윤리적인 요구 사항에 따라 치료 했다. 그들은 드디어 일반 사냥 시즌 동안 체코 육군 숲 서비스에 의해 사냥 되었다 숲에 격렬 하 게 생활에서 줄기. 1. 헤-후 두 견본 준비 참고: 제대로 준비 된 표본만 사용 되어야 한다,4 에 표시 된 대로. 후 두의 동결 빠른 절단 및-80 ° C에 ?…

Representative Results

Hemi-후 두 준비 및 공기 공급 관으로 이전 섹션에서 참조 된에 그것의 설치의 삽화는 그림 1 과 그림 2에서 각각 제공 됩니다. 두 개의 카메라 앵글에서 보컬 배 진동의 설명서 Hemi-후 두 음성 겹의 자립 진동 공기 흐름 유도 ?…

Discussion

Hemi-후 두 준비 공유 “전통적인” (전체) 삭제 후 두 설치의 장점: 같은 실험 방법에서는 물리적, 생리 적 경계 조건 및 매개 변수 (예: subglottal 압력 또는 보컬 배 신장) 수 꽤 잘 제어. hemilarynx의 동작은 하 동종 완벽 한와 함께 전체 후 두의 예외와 함께 대칭의 일부 매개 변수는 크기 측면 (예., 공기 유량, 음압) 약 50% 감소는 아직 여전히 내 되 현실적인 범위16. 전체 삭제 후 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작업을 지원 했다 오스트리아 아카데미 과학 (CTH)의 외에 그랜트에서 체코 공화국의 기술 기관 프로젝트 아니오. TA04010877 (CTH VH, JGS), 체코 과학 재단 (GACR) 프로젝트 (JGS)를 아니 GA16 01246S. 우리 Ing W. Tecumseh 피치 틀니 통 크림를 사용 하 여 그의 제안에 대 한 감사 합니다. P. Liska 삭제 사슴 larynges 인수에 그의 도움에 대 한 체코 육군 숲 서비스에서.

Materials

Surgical blades Surgeon Jai Surgical Ltd., New Delhi, India
Saw Hand saw (Lux, 150 mm length) Lux, Wermelskirchen, Germany
Thermometer Testo 922 Testo Ltd., Hampshire, UK K-type Probe, Operating temperature -20 to +50 °C
Autoclave bags Autoclave bags vwr.com, VWR International s.r.o., Stribrna Skalice, Czech republic
Conductive glass plates Custom made UPOL – Joint laboratory of Optics
Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.
Fixative cream Denture fixative cream Blend-a-dent Natural
Prongs and fastening system Customized Kanya Al eloxed profiles Distributor: VISIMPEX a.s.. Seifertova 33, 750 02 Prerov, the Czech Rep.;  Combination of Kanya RVS and PVS fastening systems (http://www.kanya.cz/) + custom made prongs
Mounting tube Custom made UPOL – Joint laboratory of Optics,
Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.
LED Light Verbatim 52204 LED Lamp Mitsubishi Chemical Holdings Corporation, Tokyo, Japan
Camera Canon EOS1100D Canon Inc. 18-55 mm lens
Airpump Resun LP100 Resun
Strobe light ELMED Helio-Strob micro2 ELMED Dr. Ing. Mense GmbH, Heiligenhaus, Germany
Humidifier Custom made Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech republic
Subglottic tract Custom made adjustable subglottic tract Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech republic Hampala, V., Svec, Jan, Schovanek, P., and Mandat, D. Uzitny vzor c. 25585: Model subglotickeho traktu. [Utility model no. 25585: Model of subglottal tract] (In Czech) Soukup, P. 2013-27834(CZ 25505 U1), 1-7. 24-6-2013. Praha, Urad prumysloveho vlastnictvi
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Herbst, C. T., Hampala, V., Garcia, M., Hofer, R., Svec, J. G. Hemi-laryngeal Setup for Studying Vocal Fold Vibration in Three Dimensions. J. Vis. Exp. (129), e55303, doi:10.3791/55303 (2017).
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