음역과 신체 사이즈는 관계있나?

2017.10.16 10:49 생활과학

대부분의 사람들이 가지고 있는 음역은 2옥타브이다. 하지만, 드물게 5옥타브 또는 그 이상의 보컬 범위를 가지고 있는 재능도 있다. Queen의 프레디 머큐리, Guns N'Roses의 액슬 로즈 등..


또한 작곡가이자 가수 인 Tim Storms는 10옥타브까지 낼 수 있다는 기록도 있다.


피아노에는 88현이나 있는데, 인간은 두 성대 주름만으로 이를 달성한다니 정말 대단한 것이다. PLOS Computational Biology에 발표 된 연구가 시사하고 있는 것은, 자신의 음역에 관계하는 것은 성대의 경도와 "신축 성능"으로, 우리의 성대는 2개의 기타의 현이 젤라틴으로 구성된 것과 같은...



미국 유타 대학의 국립 음성 대화 센터 장 Ingo Titze 씨가 발표 한 논문에서 "음역을 생성하기 위한 적층 된 현을 가진 복잡한 구조물을 자연이 만든 것은 놀라운 것"이라고 말했다.


성대는 그 자체가 멋진 것이다. 2011년 Scientific American 미 Gizmodo에서 이 기사의 원문을 쓴 Jennifer Ouellette 씨가 다음과 같이 적고 있다.


목소리에서 가장 중요한 부분은 후두이다. 이것은 결후(목의 중간에 있는 갑상 연골의 돌기) 바로 뒤에 있는 기관에 붙어있다. 후두는 다양한 유형의 연골과 혀의 뼈라고 불리는 하나의 뼈로 되어있다. 그들이 함께 성대(후두 양쪽의 근육에 붙어있는 점막의 주름)의 "뼈대"를 만들고 있다.


소리는 폐에서 기관지로 공기가 흘러서 성대를 진동시키면서 통과되어 생성된다. 근육을 수축시키고 성대의 모양, 위치, 인장도를 바꿈으로써 나오는 소리의 높이가 달라진다. 성대가 굳어질수록 진동은 빨라지고, 생기는 소리도 높아질 것이다.



우리가 태어날 때 성대는 대부분 gel 상태이지만, 해를 거듭함에 따라 그 gel 안에 섬유가 발달해 간다. 따라서 성인의 성대는 마치 젤 라미네이트로 된 기타 현과 같이, 섬유의 층이 교차 결합 된것이 신축하도록 되어 있는 것이다. 층 중 얼마간은 발생시에 장력이 다른 것보다 높은 상태가되지만, 교차 결합하고 있기 때문에 그들 모두가 함께 진동한다.


미드 웨스턴 대학의 Tobias Riede 씨와 텍사스 대학 사우스 웨스턴 메디컬 센터의 Ted Mau 씨와 함께 Titze 씨는 쥐, 인간, 코끼리 등 16종의 후두를 연구했다.



큰 동물은 몸 크기 때문에 성대도 크고, 따라서 연구자들은 동물의 몸 크기와 낼 수 있는 평균 주파수(즉, 음정) 사이에 강한 연관성을 찾아 볼 수 있었다. 이것은 놀라운 일이 아니지만, 몸의 크기는 그 동물의 음역을 예측하는 판단 기준에 적합하지 않다는 것도 알았다.


"음정은 크기와 관련이 있는데, 생물 종 사이의 음역에는 큰 차이가 있었다. 도대체 후두의 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는 것일까?"라고 Titze 씨는 의문을 품었다.


조사 결과 나타난것은, 동물의 성대의 탄력을 측정하면, 자신의 음역의 폭을 보다 정확하게 예측할 수 있다는 것이었다. 성대의 신축성 외에도 이를 예측할 수 있는 요소로는 내부의 섬유에 의해 결정되는 경도도 있었다.


Titze 씨에 따르면, 이 연구는 음역을 넓히고 싶은 가수들에게 더 좋은 연습 방법을 만드는데 도움이 될 만한 것. 또한 궁극적으로는 성대를 다친 사람들에게 더 나은 치료법의 확립에도 연결될지도....


영화 "피치 퍼펙트"속에 등장하는 캐릭터, 클로이는 성대 폴립(Polyp)이 가능하도록 수술을 실시했지만, 그 결과 그녀의 음역의 고음 부분에 악영향을 미쳤다. 좋은 치료법이 발견되면, 클로이 같은 가수들도 수술 후 원래의 음역을 되 잦을 수 있게될지도 모른다.


via PLOS


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