Wie erkennt das Gehirn Menschen anhand ihrer Stimme?

Gutachter: Yuan Xiandao, stellvertretender Chefarzt der Abteilung für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University

„Rate mal, wer ich bin?“

Sie müssen dieses Spiel gespielt haben. Wenn Ihr Freund Ihnen die Augen verbindet, müssen Sie erraten, wer Ihnen die Augen verbunden hat, indem Sie auf die Geräusche der Menschen um Sie herum achten. Wie analysieren Sie also die Stimme Ihres Freundes?

Die Stimme ist eines der wichtigen Merkmale, die jeden von uns identifizieren und auch jeden von uns als Individuum repräsentieren. Wir können unsere Verwandten, Freunde und Bekannten an ihrer Stimme erkennen, was allgemein als „Menschen anhand ihrer Stimme identifizieren“ bezeichnet wird.

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Was ist das Prinzip der Tonerzeugung? Warum können sich zwei Menschen anhand ihrer Stimme erkennen? Beginnen wir zunächst damit, zu verstehen, wie Schall erzeugt wird. Schall entsteht durch die Vibration von Objekten, und die menschliche Stimme ist der Schall, der durch die Vibration der menschlichen Stimmbänder entsteht. Jeder Mensch hat in jedem Alter seine ganz eigene Stimme, die auch zu seinen persönlichen Merkmalen gehört.

Die drei bestimmenden Elemente des Klangs sind Tonhöhe, Lautstärke und Klangfarbe.

Was bestimmt den Ton?

Die Tonhöhe wird durch die Frequenz des Tons bestimmt . Da die Frequenz der Schallquellenschwingung unterschiedlich ist, ist auch die erzeugte Tonhöhe unterschiedlich.

Wenn Sie beispielsweise eine Flöte, eine Mundharmonika, ein Saxophon oder ein anderes Instrument spielen, können Sie durch Drücken verschiedener Löcher während des Spielens Klänge mit unterschiedlichen Tonhöhen erzeugen. Dies liegt daran, dass die Luftsäulen mit unterschiedlichen Frequenzen schwingen.
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Manchmal wird oft gesagt, dass Mädchen schrille Stimmen und Jungen raue Stimmen haben. Der Kernpunkt hierbei ist, dass die meisten Jungen beim Sprechen eine niedrigere Stimmfrequenz haben, während die meisten Mädchen eine höhere Stimmfrequenz haben. Gleichzeitig sind die Stimmbänder von Jungen länger, breiter und dicker, während die Stimmbänder von Mädchen kürzer, dünner und schmaler sind, was zu unterschiedlichen Stimmklängen führt.

Darüber hinaus hängt der Grund, warum die Stimmen von Männern und Frauen sehr unterschiedlich sind, auch mit der Art der Stimmäußerung zusammen. Wenn Jungen sprechen, verlassen sie sich hauptsächlich auf die Vibrationen der Kehle und die Resonanz des Brustkorbs. Der Soundeffekt wird relativ rau sein. Die Stimme von Mädchen beruht auf der Vibration der Stimmbänder und der Resonanz der Schädelhöhle. Die Stimmbänder auf beiden Seiten ziehen sich zusammen, wodurch der Luftstrom aus Lunge und Luftröhre kontinuierlich auf die Stimmbänder einwirkt und der Effekt dadurch feiner wird.

Was bedeutet Lautstärke?

Die Lautstärke stellt die Intensität eines Tons dar, die auch als Größe des Tons bezeichnet wird. Je stärker die Vibration der Schallquelle ist, desto stärker ist auch die Intensität des Schalls.

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Auch die Lautstärke hat Identifikationsbedeutung. Manche Menschen sprechen beispielsweise kraftvoller, die Intensität der Stimmbandvibration ist größer und die Lautstärke der Stimme ist lauter, was man als „laute Stimme“ bezeichnet. Es ist auch eine Möglichkeit, andere anhand ihrer Stimme zu identifizieren. Gleichzeitig kann die Lautstärke der Stimme der Personen gesteuert und nach den eigenen Wünschen angepasst werden, das heißt, die Lautstärke der Stimme kann gesteuert werden. Beispielsweise können Menschen an bestimmten Orten manchmal absichtlich leise sprechen, müssen aber aus größerer Entfernung die Lautstärke erhöhen.

Daher ist die Lautstärke der Stimme größtenteils eine persönliche Gewohnheit und kann von den Menschen kontrolliert werden.

Was stellt die Klangfarbe dar? Unter Klangfarbe versteht man die Charakteristik eines Klangs, die hauptsächlich durch das Material und die Eigenschaften der Klangquelle bestimmt wird. Beispielsweise sind die von Saxophon, Klarinette, Mundharmonika und Flöte erzeugten Klänge alle unterschiedlich. Man kann den Unterschied im Klang der einzelnen Instrumente auf den ersten Blick spüren. Das ist die Klangfarbe.

Es hat nichts mit Tonhöhe und Lautstärke zu tun. Selbst bei gleicher Lautstärke und Tonhöhe können wir deutlich feststellen, dass die von verschiedenen Musikinstrumenten erzeugten Klänge recht unterschiedlich sind. Ihre unterschiedlichen Strukturen und Materialien bestimmen ihre unterschiedlichen Klangfarben. Aufgrund der unterschiedlichen Struktur der Stimmbänder jedes Menschen haben die meisten Menschen beim Sprechen eine unterschiedliche Klangfarbe, und die Klangfarbe jedes Menschen repräsentiert ihn selbst.

Die grundlegenden Prinzipien der Tonerzeugung

Beim Sprechen beruht die Stimmbildung nicht nur auf der Kehle, sondern erfolgt durch das Zusammenwirken mehrerer Organe und Systeme.

Das menschliche Stimmsystem kann einfach in drei Teile unterteilt werden: Kraftorgane, Vibrationsorgane und Resonanzorgane. Zu den Kraftorganen zählen vor allem die Atemwege und die Lunge, zu den Schwingungsorganen die Stimmbänder und zu den Resonanzorganen vor allem Brustkorb, Mundhöhle, Nasenhöhle und Rachen. Aus diesem Grund klingt die Stimme von Menschen bei einer Erkältung oder verstopften Nase anders als sonst und ist bei trockenem oder schmerzhaftem Hals heiser.

Das wichtigste Organ im Stimmgebungsprozess sind die Stimmbänder , die zugleich das wichtigste Organ sind, das die Stimme eines jeden von uns bestimmt. Die Stimmbänder bestehen hauptsächlich aus Stimmmuskeln und ihre Funktion variiert je nach Kontraktionsgrad. Je stärker die Muskelkontraktion, desto größer die Elastizität.

Die Stimmbandmuskulatur ist von elastischen Zapfen umhüllt, die am freien Rand der Stimmbänder deutlich verdickt sind und als Stimmbänder bezeichnet werden. Die elastischen Zapfenfasern reichen an vielen Stellen bis in die Stimmbandmuskulatur und verschmelzen mit dem Bindegewebe zwischen den Muskelbündeln. Daher sind die Stimmbandmuskeln und die elastischen Kegel eng miteinander verbunden und die beiden Strukturen bewegen sich beim Vibrieren als eine Einheit.

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Außerdem verändern sich Ihre Stimmbänder mit dem Alter. Von der Geburt bis zum Alter von etwa 20 Jahren wachsen und entwickeln sich die Stimmbänder eines Menschen ständig und die Struktur, aus der die Stimmbänder bestehen, verbessert und differenziert sich ständig. Aus diesem Grund heißt es oft, dass sich die Stimme von Kindern im Laufe ihres Lebens verändert. Auch die Stimmen der Menschen unterscheiden sich in verschiedenen Altersstufen. Aus diesem Grund werden die Stimmen kleiner Kinder auch als Kinderstimmen bezeichnet. Ihre Stimmbänder sind noch nicht vollständig entwickelt und ihre Stimmen sind süßer. Ab einem Alter von 30 Jahren werden die Stimmbänder immer schwächer, die Elastizität der Stimmbandmuskulatur nimmt weiter ab und die Muskelfasern in den Stimmbändern werden dünner . Aus diesem Grund wird die Sprache mit zunehmendem Alter immer schwächer und auch die Klangfarbe verändert sich im Vergleich zur Jugend bis zu einem gewissen Grad.

Der Hauptgrund, warum wir uns an unterschiedlichen Stimmen erkennen können, liegt darin, dass unterschiedliche Menschen unterschiedliche Klangfarben und Töne haben . Auch unterschiedliche Geschlechter, Altersgruppen und andere Faktoren können zu unterschiedlichen Stimmen führen. Anhand der Unterschiede in Klangfarbe und Tonhöhe können wir die konkrete Person identifizieren, die spricht. Obwohl jeder Mensch seine Tonhöhe und Lautstärke beim Sprechen subjektiv anpassen kann, können wir aufgrund der Einzigartigkeit der Stimmbandstruktur jedes Menschen andere dennoch anhand der Einzigartigkeit der Klangfarbe jedes Menschen unterscheiden.

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Männer und Frauen haben unterschiedliche physiologische Strukturen und ihre Stimmbänder vibrieren unterschiedlich. Darüber hinaus sorgen die unterschiedlichen Resonanzen dafür, dass die Stimmen von Männern und Frauen beim Sprechen sehr unterschiedlich klingen. Außer bei der Verwendung von Hormonen oder Stimmenverzerrern können die meisten Menschen das Geschlecht des Sprechers problemlos anhand der Stimme unterscheiden.