Der klangene dannes

  • Av
    Publisert 01.05.07
    Tidligere journalist i Gemini, NTNU

Når den meksikanske tenoren Rolando Villazón framfører en arie slik at publikum dåner av fryd, skal du vite én ting: Strupehodet hans henger lavt i halsen!

Du setter på en cd med deLillos. Etterpå spiller du opera. Stemmene til Lars Lillo-Stenberg og Rolando Villazón lyder så ulikt som to stemmer kan lyde. Hvorfor?

Selvsagt er de ulike individer, med ulike fysiologiske utgangspunkt. Og selvsagt dyrker de høyst ulike sjangere. Men den aller viktigste årsaken ligger i hvor de har sine strupehoder når de synger! Lillo-Stenberg holder nemlig sitt strupehode høyt oppe i halsen, mens Villazón holder sitt lavt. Høyt strupehode gir en presset intonasjon (og risiko for seinere stemmeproblemer); lavt strupehode gir større klangbunn og rikere lyd.

En enkel ultralydundersøkelse ville ha avslørt dem. Men bare hvis de besøkte NTNU.

Sangstudent Maren Myrvold synger opera, ultralydprofessor Hans Torp fører proben, og sangprofessor Kåre Bjørkøy instruerer sin elev. Foto: Thor Nielsen

Sangstudent Maren Myrvold synger opera, ultralydprofessor Hans Torp fører proben, og sangprofessor Kåre Bjørkøy instruerer sin elev. Foto: Thor Nielsen

Først i verden

En klassisk sanger må altså bestrebe seg på å holde sitt strupehode lavt – i tillegg til at samspillet mellom stemmebånd, pust, muskulatur og mellomgulv bør klaffe.

Men hvordan vet vi at det klaffer – eller at det ikke gjør det?

Et trenet øre kan trekke mange slutninger av hva det hører. Et trenet øye kan trekke mange slutninger av hva det ser.

Kåre Bjørkøy har et slikt trenet øre og øye. Han er operasanger og professor ved Musikkkonservatoriet på NTNU, der han underviser i klassisk sang. I sitt pedagogiske virke anvender han både øyne og ører, intuisjon og erfaring – og kommer langt med det.

Men i tillegg har sangprofessoren gått til NTNUs teknologer. Til førsteamanuensis i musikkteknologi Frank Ekeberg, og til ultralydprofessor Hans Torp. Dessuten også til professor i sang og stemmeforskning Viggo Pettersen. Han arbeider ved Universitetet i Stavanger, men har medisinsk doktorgrad fra NTNU.

Sammen har disse fire utarbeidet splitter nye metoder for å finne mer ut hva som skjer når vi tar en trall. Det handler om en kombinasjon av ultralydbilder, akustiske opptak, stemmedissekering og muskelmålinger.

– Vi har fått til noe ingen før i verden har fått til, bekrefter Bjørkøy fornøyd.

Teknologi i et halvannet hundre år

Og det sier ikke så rent lite. For stemmeforskning er ingen ny vitenskap, og verden har fått til mye.

En pioner på det teknologiske området het Manuel Garcia. Han var en spansk sanger, stemmepedagog og halslege som levde fra 1805 til 1906, og som var vitenskapelig anlagt. I 1854 oppfant han laryngoskopet – et speilinstrument som gjør det mulig å undersøke innsiden av strupehodet.

Denne første versjonen besto av et tannlegespeil som ble ført ned i strupen, kombinert med et annet speil som reflekterte sollyset. Året etter publiserte Garcia observasjoner av sitt eget strupehode og stemmebånd. Han var den første som begynte å sette opp teorier om årsaker og virkninger knyttet til stemmebånd, og dannet med det skole for kommende generasjoner forskere. Siden kom røntgenundersøkelsene.

Røntgenbilder av strupehode og stemmebånd gir mye kunnskap om tingenes tilstand. Det er også fullt mulig å røntgenfilme et strupehode i aktivitet, men strålingsmengden blir så stor at det ikke er forsvarlig å gjøre det.

Magnetisk resonans (MR) kan også gi bilder av hva som skjer i strupen under sang. Men i en MR-undersøkelse ligger man på rygg i en trommel, ingen ideell stilling for en klassisk sanger. Undersøkelsen gir dessuten mye bakgrunnsstøy som forstyrrer stemmeopptakene.

Dataprogrammer som analyserer stemmeopptak, har eksistert siden 1960-tallet. Revolusjonen kom med fiberoptisk laryngoskopi. Her kan en tynn ledning med lys og kamera føres gjennom nesen og ned i strupen, og gi levende bilder av hva som skjer.

Så vitenskapelig kan en sangstemme framstilles. Her ser vi utviklingen samtidig i hals, pusteorgan og lydproduksjonen hos en sopran som synger en oktav oppover i mezzoforte, glissando. Øverst: ultralydbilde av de svingende stemmebåndene. Deretter: lydanalyse av samme oktav, 2., 3. og 4. formant, det vil si frekvensområder. Til slutt elektromyogram over aktiviteten i den skrå halsmuskelen, kappemuskelen, øvre og nedre brystkasse, og magen.

Så vitenskapelig kan en sangstemme framstilles. Her ser vi utviklingen samtidig i hals, pusteorgan og lydproduksjonen hos en sopran som synger en oktav oppover i mezzoforte, glissando. Øverst: ultralydbilde av de svingende stemmebåndene. Deretter: lydanalyse av samme oktav, 2., 3. og 4. formant, det vil si frekvensområder. Til slutt elektromyogram over aktiviteten i den skrå halsmuskelen, kappemuskelen, øvre og nedre brystkasse, og magen.

– Men akkurat hvordan strupehodet går opp og ned, kan laryngoskopien vanskelig bedømme, forklarer Kåre Bjørkøy.

Det kan derimot ultralyd. Ultralydmiljøet i Trondheim finner stadig nye anvendelsesområder for sin teknologi. Nå er den altså tatt i bruk i sangens tjeneste.

Opera på lab´en

Vi blir med operasangeren fra hans kontor i Olavskvartalet i Trondheim til professor Hans Torps ultralydlaboratorium i Medisinsk-teknisk forskningssenter på Øya. Bare et par små kilometer i luftlinje, men Bjørkøy skulle gjerne hatt både Torp og øre-nese-hals-miljøet vegg-i-vegg. Sangprofessoren er begeistret for det tverrfaglige, og synes han har mye til felles med både teknologer og medisinere.

Hans Torp er opprinnelig matematiker. Nå forsker han på utvikling og anvendelse av ultralyd. At han deltar i et stemmeprosjekt, er kanskje ikke helt tilfeldig. Ultralydprofessoren er selv en ivrig korsanger, og opptatt av hva som skjer når vi synger.

Bjørkøy har med seg en NTNU-student: Maren Myrvold, fjerdeårs bachelorstudent i klassisk sang. Læreren selv har nemlig blitt for gammel til å være det ideelle demonstrasjonsobjekt. Skjoldbrusken hans har blitt både tykkere og hardere med årene, og ultralyden vil neppe gi pålitelige resultater. Metoden egner seg definitivt best på ungdom.

Torp fører en helt alminnelig ultralydprobe mot Myrvolds strupehode, utenpå skjoldbrusken, og Bjørkøy ber sin student synge.

Med klokkeklar sopran synger hun o – o – o og y – y – y, og deretter sekvenser fra ulike operaer. Proben dekker et område av ca 4 centimeters høyde. Det er tilstrekkelig for formålet.

På skjermen vises bilder som for en uinnvidd mest likner et opprørt hav. Men de to professorene vet å tolke et bilde, og ser både hvordan strupehodet går og hvordan stemmebåndene beveger seg på den unge sangeren.

– Ingen overraskelser her, slår Kåre Bjørkøy fast.

– En meget ekkogen person, dette, smiler Torp.

Helhetsbilder

Det som mangler på vår lille demonstrasjon, er de andre målingene som under de tidligere forsøkene har foregått samtidig: For det første: Frank Ekebergs stemmeopptak som dissekerer lydene i sangerens stemme, og viser grafisk hvordan klangene i den dannes. Og for det andre: Viggo Pettersens måling av muskelspenninger i nakke, bryst og mageregion. Det er denne kombinasjonen som gjør dette prosjektet til noe helt nytt og grensesprengende, og som gjør at stemmeforskerne stadig mer nærmer seg et helhetsbilde.

– Vi har dessuten gjort ultralydundersøkelser av hvordan tungen beveger seg, forteller Bjørkøy og Torp. – Tungen er også med på å lage lyd, og dette vil være veldig nyttig kunnskap også for folk som arbeider med fonetikk.

Hvordan fungerer stemmen?

Strupehodet består av et skjelett av bevegelige bruskdeler som på innsiden er kledd med en slimhinne. Under slimhinnen finnes små muskler som beveger stemmebåndene når vi lager lyd. Strupehodet har viktige oppgaver også under fordøyelse og åndedrett, men er først og fremst et stemmeorgan.

Stemmen dannes ved at luft presses gjennom stemmebåndene slik at de vekselvis åpnes og lukkes, og at luften dermed slipper gjennom i svært kortvarige støt (mellom noen hundre og opp til flere tusen ganger pr. sekund). Stemmens tonehøyde er først og fremst avhengig av spenningen i stemmebåndene; økt spenning fører til flere luftstøt pr. sekund og dermed en «lysere» tone.

Stemmeleiet kommer først og fremst an på stemmebåndenes størrelse. Stemmens lydstyrke bestemmes av luftmengden som passerer stemmebåndene, og hvor stort utslag stemmebåndssvingingene har. Mer luft og større utslag gir kraftigere tone.

– Det er ikke slik at vi har utviklet ny og revolusjonerende teknologi, understreker Torp. – Vi har mer trikset med den gamle for å få til bilder vi ikke har fått til før.

Det firkløveret ennå ikke har fått til, er å lage ultralydfilm av mellomgulvet samtidig med at de filmer strupehodet. – Det er det ingen i hele verden som har klart, forteller Bjørkøy. – Men vi håper å få det til på seinvinteren en gang! Når sangeren trekker et dypt åndedrag helt fra mellomgulvet, dras nemlig strupehodet nedover. Men akkurat hvordan disse refleksene virker, og hvordan formen på mellomgulvet dannes, vet vi ikke nok om.

Gjør færre feil

Kåre Bjørkøy har latt en rekke av sine sangstudenter gå gjennom kombinert-undersøkelsen. Han skulle ønske at det kunne skje månedlig:

– Ikke fordi det nødvendigvis vil gjøre dem til så mye bedre sangere, eller meg til en bedre sangpedagog. Men slike jevnlige undersøkelser kunne fortelle mer om nyanser og individuelle forskjeller, og bekrefte eller avkrefte mine teorier om hva studenten gjør feil. Jo mer problematiske tilfeller, jo nyttigere ville det være.

Bjørkøy er dessuten prinsipiell tilhenger av økt kunnskap, og vet at nesten alle sangere før eller siden får problemer med strupen. – Å kunne noe om dette, gjør at vi som er sangpedagoger, gjør færre feil.

Pavarotti fikk tidlig trøbbel med stemmebåndene. Hadde vi ikke hatt en legevitenskap som visste noe om stemmebånd, og som ga Pavarotti den hjelpen han trengte, ville verden vært en stor tenor fattigere, slår han fast.

Hele Norge synger

I august i år fant den sjette Pan European Voice Conference sted i Groningen i Nederland. Her samles stemmeforskere fra hele Europa, og her la NTNU-forskerne fram sine resultater – og opplevde stor interesse for at ultralyd som metode kan brukes til utvendige undersøkelser av strupehodets høyde.

Resultatene skal også presenteres på Trondheim International Voice Conference – TIVOICE, som åpner den 8. november. Det er en ny konferanse med utspring i det musikalske, musikkteknologiske og akustiske miljøet ved NTNU, og tanken er å gjenta en slik stemmekonferanse om to–tre år.

– Vi håper at både forskere og utøvere innenfor alle former for stemmebruk vil delta, sier Kåre Bjørkøy, som er leder for konferansen.

Direktøren for Rikskonsertene, Åse Kleveland, vil åpne TIVOICE. Rikskonsertene og TIVOICE samarbeider om en stort anlagt sangkonsert i Olavshallen samme kveld, og åpner samtidig bevegelsen «Hele Norge synger» – en ambisiøs, treårig satsing på sang under mottoet «Ingen røst for liten, ingen røst for stor».