人間はどうして言葉を話せる？声が出せる？

人間が声を出し、言葉を発する事ができるのは「二足歩行」が関係していると言われています。二足歩行をした事で声道（音が通る道の事で、喉頭、咽頭、口腔、鼻腔からなる）が長くなり、声道にある各器官を動かす範囲が広がった事で多種多様な声を出す事ができるようになったのです。もちろんそれには「他者との意思疎通の必要性」も関係しています。我々の祖先は個人での行動よりも集団での行動の方が大きな事ができるという事を学習しました。集団での行動ではその集団が大きいほど複雑な意思疎通が必要になり、その環境に適応するために言葉を使うコミュニケーション能力が発達したのです。また複雑に動く声道をコントロールしているのは脳ですが、これも二足歩行によって支える事のできる脳の重量が増え、言語に割く事のできる容量を確保できた事も大きく影響しています。人間以外の動物の脳では言葉に割く余裕がないのです。

声を発する際には「声帯」と呼ばれる膜に息を当て、それを振動させる事で音を発しています。例えば声帯は強く緊張させるほど振動しにくくなり、響きがなくなって力んだ声（いわゆる喉声）になります。また吐き出す息の量が多いほど声帯の振動、すなわち声も大きくなりますが、息が必要以上に多いと声帯を緊張させて維持する必要が出て来るのでやはり喉声になりやすくなります。逆に声帯を開いていくと裏声のような掠れた声、息が漏れた声になります。その状態では声帯を脱力させる事はできますが、脱力させ過ぎると今度は声帯が緩み、振動しにくくなってしまいます。つまり聞こえの良い大きな声を発するには「脱力した状態でピンと張っている声帯に適切な量の息を当てる」事が重要だと思われます。

尚、声帯から発せられた音は声道にある各器官（鼻腔など）に反響させる事で音を大きくする事ができます。これを「共鳴」などと言います。我々素人では声を大きくするために息の量を増やそうとしますが、それだと簡単に声帯を痛めてしまいます。それが「声が枯れる」という事です。プロの歌手や声優ではその反響を上手く利用する事で、喉にとって負担とならないよう楽に大きな声を出しているのです。また敢えて反響させる場所や強さを変えたり、口の中・唇・舌の形によって更に多種多様に音を変える事ができます。これにより人間は言葉を話す事ができ、声に個性が出るようになります。声を仕事としている人はそれらを自在にコントロールする能力に優れており、だからこそあれだけ多種多様な声を出す事ができるのです。

何故音は聞こえるの？

発せられた音はその周囲にある空気の振動によって順番に伝わっていきます。その振動を人間はどうにかして音だと認識しているのです。ではどのようにして音として認識しているかを簡単に説明します。

生まれた振動はまず耳の外側にある「耳介」に当たって中心へと集められ、それが耳の穴を通って奥にある「鼓膜」を振動させます。この耳の入口～鼓膜までを「外耳」と言います。しかし鼓膜を振動させるだけでは細かな音を判別する事ができません。より細かな音を判別するために、今度は鼓膜の奥にある「耳小骨（槌骨→砧骨→鐙骨と3つの骨を順に）」という骨へ振動が伝えられます。この鼓膜～耳小骨の事を「中耳」と言います。更に、中耳の奥には「三半規管」「前庭」「蝸牛」で構成された「内耳」があり、この内、振動は蝸牛に満たされているリンパ液へと伝えられます。特に蝸牛は渦巻状になっていて内部の表面の膜に有毛細胞があり、それを細かく振動させる事で音を細かく判別し、その刺激によって電気信号へ変換します。そうして電気信号は神経を介して脳へと運ばれ、脳で処理する事でようやく音として認識する事ができるのです。

ただし例外はあって、例えば自分の声を録音して後で聞いてみると自分が思っている声と違う事が多いですよね。これは自分の声は首の骨、喉や顔の筋肉、鼻や口などの空間、頭・顔の骨、皮膚、脳など体の内部を振動してから耳に入るからです。またそれらの振動は体の外にある空気も振動させます。体の外から発せられる他人の声は周囲の空気しか振動させませんが、自分の声に関しては体の中の振動と体の外の振動、すなわち2つの別々の振動が合わさって自分の声として認識されるので、自分で認識する声とは大きく異なる場合があるのです。その他、音が実際に鳴っていなくても何らかの理由で鼓膜や音を受け取る器官が振動すると音として認識される事があります。これが「耳鳴り」です。

尚、内耳にある前庭は重力（方向や強さ）や直線加速度（直線的に体を動かした際の速さを認識する）を情報として伝える他、三半規管は回転加速度（体を回転させる方向やその速さ）を情報として伝えています。これによりいわゆる「平衡感覚」が得られ、ここが狂うと耳鳴り、目眩、乗り物酔いなどを起こす事があります。また「平衡感覚＝三半規管」という印象が強いですが、平衡感覚は内耳から得られる情報はもちろんの事、視覚から得られる情報、皮膚から得られる情報、筋肉や関節の動きから得られる情報などを脳が総合的に判断する事で得られる感覚の事です。

ちなみに耳垢は外耳の壁にある耳垢腺より出る分泌物、表面の皮膚、空気中のゴミが混ざったものです。耳垢が蓄積して穴を詰まらせれば当然聴力を低下させますから、耳掃除は定期的に行う必要がありますが、強く行うと壁を傷つけてしまい、逆に聴力低下の原因になる事があります。また外耳の皮膚は循環しており、内側から外側へ新しく移動していく性質があります。それに伴って耳垢も移動するため、奥に溜まる事はありません。よって実は耳掃除は奥まで行う必要がないのです。それとどうでも良い情報ですが、耳垢の性質（乾燥しているか湿っているか）は遺伝による影響を受けるそうです。

どうして高い声や大きい声を出すと声が裏返えるの？

肺から放出される息を喉にある声帯に当てると、その声帯が振動する事で音が出ます。その音が様々な場所（鼻や口等の空間の他、骨、皮膚、筋肉、脂肪等にも伝わる）に伝わる事で声は発せられます。よってその振動の幅が大きくなり、共鳴が適切に行われるほど発せられる声は大きくなります。また声帯は薄い膜のようになっており、ピンと張った状態においては、振動が速くなると高い音が、振動が遅くなると低い音が出ます。例えばピンと張った状態の輪ゴムを弾いた時、その輪ゴムが短いと高い音が、長いと低い音が出ますが、これと同じ原理です。人間の喉では声帯を引っ張る事で振動の幅が小さくなり、それによって振動のスピードも速くなるため、高い声を出す事ができるのです。

高い声を出すにはそのように声帯を引っ張る必要があり、そのための筋肉を収縮させなければなりません。「歌をうたう時には喉仏が上へ上がらないようにする」とよく言われますが、これはその声帯を引っ張るための筋肉（輪状甲状筋）が喉仏についているからです。つまり喉仏が上へ上がった状態では声帯を引っ張るための筋肉が緩み、「低い声を出す時の声帯の形」のまま高い声を出そうとしてしまいます。当然そのような状態の声帯にいくら息を当てても、高い声を出す事はできません。結果「力み」にも繋がります。

一方、声帯を閉じた状態に維持するのは、声帯を引っ張るための筋肉とはまた別の筋肉（閉鎖筋）が関係しています。この声帯を閉じる筋肉が正常に機能していれば、息の量が増えても声帯が閉じたまま維持されるので、息の通過量が多くなる「裏返り」を防ぐ事ができます。しかし普段話すような声ではそこまで声帯を閉じて緊張させる事がないため、声帯を閉じるための筋肉が衰えている事があります。そのような人がいざ歌をうたう事になった時、大きな声を出そうと声帯に大量の息を当てると、声帯の閉鎖を維持できず、声帯から漏れる息の量が増え、これによって声が裏返ります。

またそのように声帯の閉鎖及びそれを維持するための筋肉が衰えている人では、喉の周囲にある筋肉を使って声帯を閉じ、それを力で無理やり維持しようとします。これが前述した喉仏が上へ上がる理由で、高い声を出そうとするとそれが起こりやすくなり、声帯が不必要に緊張して振動しづらい状態になります。つまり音が響かない、いわゆる「喉声」になる訳です。そのような状態では1曲通して歌う事ができないほど喉が簡単に疲れてしまいます。