Bloothooft, G. (1996). ‘Het dansende middenrif’. Akkoord (96/5), 16-19.


De zangstem als muziekinstrument 

[1e versie van 'Het dansende middenrif']

Gerrit Bloothooft
Onderzoeks Instituut voor Taal en Spraak

Universiteit Utrecht


Het muziekinstrument dat we altijd bij ons hebben en waar we allemaal wel een beetje vaardig mee zijn is onze eigen stem. Maar ondanks dat we er vanuit kunnen gaan dat de mens altijd wel gezongen zal hebben is het nog maar sinds kort dat we zijn gaan begrijpen hoe zang tot stand komt. Dat betekent natuurlijk niet dat zangpedagogen er door de jaren heen er maar een potje van gemaakt hebben. Men is door ervaring wijs geworden en heeft die ervaringen doorgegeven. Toch was en is dat niet zonder problemen. Als niemand precies weet hoe het instrument werkt, dan kunnen daarover wel veel ideeŽn bestaan waarvan de juistheid of onjuistheid moeilijk aan te tonen is. Bij een piano bijvoorbeeld, kunnen we zien dat het indrukken van een toets tot gevolg heeft dat een hamertje tegen een snaar slaat en deze in trilling brengt, daar zal iedereen het over eens zijn. Zo simpel ligt het bij de menselijke stem echter niet. De stembanden kunnen we niet zien trillen zonder speciale instrumenten en over de neurale aansturing van het instrument van de stem weten we eigenlijk nog steeds heel weinig. Toch heeft de wetenschap de laatste vijftig jaar grote vooruitgang geboekt bij het begrijpen van stem en spraak. In het bijzonder is er de laatste twintig jaar een groeiende belangstelling voor de zangstem. In dit artikel wil ik een aantal resultaten bespreken.

De stemgeving

Figuur 1. Basiselementen bij het zingen.

Net zoals de meeste muziekinstrumenten heeft de stem een geluidbron en een klankkast. De geluidbron zijn de stembanden die worden aangedreven door de ademdruk van de longen. De klankkast is de keel-mondholte met soms de neusholte daarbij. Dat is alles (figuur 1). Opmerkelijk genoeg hebben zangers en pedagogen tot op de dag van vandaag nog steeds grote moeite met deze eenvoudige voorstelling. Men voelt immers tijdens het zingen van alles in het lichaam, in het bijzonder in het hoofd en in de borstholte. Hierdoor concludeert men vaak ten onrechte dat ook de borstholte en de voorhoofdsholten van belang zijn voor de klankvorming.

Laten we eens kijken wat er bij stemgeving precies gebeurt. Allereerst moet er enige ademdruk opgebouwd worden. We sluiten daartoe de luchtweg af met onze stembanden en hebben diverse mogelijkheden om de longen met spieren onder druk te zetten. Buikspieren, middenrif en tussenribspieren spelen daarbij een rol. Overigens is het niet zo dat het middenrif stevig vastgezet zou moeten worden. Het middenrif is tijdens het zingen juist buitengewoon flexibel, het danst op en neer op elke toon die gezongen wordt en elke fixatie zou de zangprestatie verslechteren. Dat komt omdat er voor elke toon een speciale balans moet zijn tussen de ademdruk van de longen en de spanning waarmee de stembanden naar elkaar toe gehouden worden. Dit geldt op eenzelfde manier voor een trompettist, waarbij de lippen de geluidbron vormen, en alle andere blaasinstrumenten daarbij de bron buiten het lichaam in het muziekinstrument aanwezig is; het middenrif danst met de muziek mee.

Bij zang worden de stembanden gesloten en de longen leveren juist genoeg druk om ze open te duwen. De lucht stroomt uit en dat verlaagt de druk een klein beetje waardoor de stembanden weer sluiten. De druk neemt weer toe, de stembanden gaan weer uiteen, enzovoort. Steeds verlaten kleine stootjes lucht de stembanden en vormen het brongeluid. De frequentie, de toonhoogte van het geluid hangt af van het aantal malen dat de stembanden open en dicht gaan per seconde. En dat hangt weer af met welke kracht de stembanden door de stemspieren tegen elkaar worden gedrukt, en zoals gezegd, de longdruk. Bij zeer lage tonen is dat ongeveer 70 maal per seconde, maar het kan voor een sopraan oplopen tot meer dan 1500 keer per seconde. Dat is de hoogste mechanische frequentie die ons lichaam kan voortbrengen!

De luchtstootjes die de stembanden verlaten brengen de lucht in het spraakkanaal in trilling. Naast de frequentie van trillen heeft ook de vorm van het luchtstootje een effect op het geluid. Een abrubte sluiting van de stembanden leidt tot een luider geluid. Een overdreven grote spanning van zowel stembandspieren als ademspieren leidt tot geknepen geluid omdat de stembanden nauwelijks openen. Omdat er tientallen stemspiertjes zijn die een invloed hebben op de stembanden kunnen de stembanden op vele manieren gemanipuleerd worden. We onderscheiden twee zogenoemde registers, in moderne benaming het modale- en het falsetregister of ook wel het zware- en het lichte register. De term register komt overigens uit de orgelbouw, men vergeleek vroeger (onjuist) de stem wel met een orgelpijp.

Registers

We mogen stellen dat de zangwereld een registerproblematiek kent. Het aantal registers dat onderscheiden werd en wordt is legio. Sinds 100 jaar wordt een register verbonden met een bepaalde wijze van trillen van de stembanden en sinds zo'n 20 jaar onderscheidt het wetenschappelijk onderzoek daarbij dan twee instellingen. Bekende en veelgebruikte registernamen zijn het borstregister en het kopregister. Deze ongelukkige termen zijn terug te voeren op een onjuist begrip van de stemgeving. Bij luide lage tonen kan een zanger inderdaad trillingsensaties in de borst waarnemen. Dat komt omdat niet alleen de lucht in de keel-mondholte door de stembanden in trilling wordt gebracht maar ook de lucht in de longen zelf. De borst komt daardoor zelf enigszins in een trilling. Deze trilling heeft echter geen enkele invloed op de trilling die de mond zal verlaten. Legio zangers hebben echter gedacht dat dit wel zo is en een anecdote verhaalt bijvoorbeeld over de zingende botten van Caruso. De wijze van zingen waarbij borsttrillingen werden gevoeld is men borstregister gaan noemen.

De oorsprong de benaming kopregister is eigenlijk van hetzelfde type als dat van het borstregister. De trillende lucht in de keel-mondholte deelt zich mee aan al het omringende weefsel en de trilling verspreidt zich ook door het hoofd. Voorhoofdsholten hebben een bepaald volume en zullen gaan resoneren indien passende frequenties in zang aanwezig zijn. Niet dat die resonanties enige invloed kunnen hebben op het geluid van de zanger. Er zijn weliswaar miniscule kanaaltjes naar de voorhoofdsholten maar de akoestische weerstand daarvan is veel te groot. De voorhoofdsholten resoneren vooral indien de zanger op hogere toonhoogte zingt en die hogere toonhoogten werden derhalve het kopregister genoemd. Misschien een begrijpelijke benaming maar anderzijds heeft het geleid tot de gedachte dat sensaties in het hoofd essentieel zijn voor een juiste manier van zingen. Zingen 'in het masker' is nog steeds een veelgebruikte term. In het slechtste geval wordt krampachtig getracht bepaalde sensaties op te roepen waardoor de nodige ontspanning totaal verloren gaat.

We onderscheiden dus liever het zware en lichte register of het modale register en het falsetregister. Hierbij is de benaming falsetregister natuurlijk ook weer beladen omdat die benaming eigenlijk nooit voor vrouwen werd gebruikt. Voor de volledigheid moet overigens nog wel gemeld worden dat er speciaal voor vrouwenstemmen wel melding wordt gemaakt van een onderverdeling van het lichte register. Deze is meestal veel minder duidelijk dan die tussen het zware en lichte register en daarom moeilijker te beschrijven. Het gebruik van registers in zang hangt tenslotte af van cultuur en mode. In de vorige eeuw kon een hoge C door een tenor nog best in falset gezongen worden, later werd het veel meer gewaardeerd als dat in een opgedreven zwaar register gebeurde.

Dat brengt ons op een ander heikel punt met betrekking tot zangtechniek: de positie van het strottehoofd. In de vorige eeuw ontdekte de tenor Duprez dat hij hogere toonhoogten kon halen in het zware register met een techniek die 'gedekt zingen' werd genoemd, alweer een term uit de orgeltechniek. Tegenwoordig spreken we van het zingen met een lage positie van het strottehoofd. Het strottehoofd, waarin de stembanden en stemspieren een plaats hebben, zit flexibel op de luchtpijp en kan enige centimeters op en neer bewegen. Bij geeuwen, en bij het zingen van een glijtoon door een ongeoefende mannelijke zanger kunnen we dat eenvoudig aan de adamsappel waarnemen. Het lijkt erop dat geoefende zangers de positie van het strottehoofd minder variŽren en zelfs lager kunnen plaatsen als ze dat willen. In het algemeen is een ruime keelholte gunstig voor resonantie van de stem, maar die ruimte kan ook op andere manieren dan door verlaging van het strottehoofd gerealiseerd worden. De relatie tussen registerovergang en strottehoofdpositie is nog onvoldoende bekend.

Fonetografie

Figuur 2. Fonetogram van een vrouwelijke zanger (volgens Pabon). Hoe lichter een gebied, hoe onregelmatiger de stem.

Er zijn tegenwoordig goede methoden om de stembanden te zien trillen (met videostroboscopie) en om de akoestische mogelijkheden van een stem in kaart te brengen. We noemen dat laatste de fonetografietechniek welke in Nederland door Pabon op een hoog peil is gebracht. Een zanger staat hierbij te zingen terwijl het geluid direct door een computer wordt geanalyseerd. Toonhoogte, luidheid en andere akoestische kenmerken worden direct bepaald en via een beeldscherm teruggemeld aan de zanger die precies kan zien wat hij of zij doet. Het beeldscherm, zie figuur 2, beeldt gegevens af met horizontaal de toonhoogte en verticaal de luidheid. Een zanger heeft natuurlijk een beperkt bereik van zowel toonhoogte als luidheid en dat vertaalt zich in een beperkt gebied waarin gezongen kan worden. Vorm en plaats van het gebied vertellen iets over de stem. Een bas zal een andere positie innemen dan een tenor of een sopraan. Een algemene vorm van een fonetogram is die van een schuin ei: naarmate er op hogere toonhoogte wordt gezongen zal de luidheid toenemen. In figuur 2 is daarnaast ook nog de regelmatigheid van de stembandtrilling weergegeven: hoe zwarter hoe regelmatiger. We zien dat het stemgebied halverwege schuin doorsneden wordt door een licht gebied: de stem is daar onregelmatiger dan elders. Dit illustreert een registerovergang tussen het zware en het lichte register. Het maakt ook duidelijk dat de registerovergang niet op een vaste toonhoogte plaatsvindt, als er luider wordt gezongen vindt de overgang bij een hogere toonhoogte plaats. Ook de onderzijde van het fonetogram is lichter: heel zachte tonen zijn moeilijk stabiel te zingen.

Resonanties

In onze beschrijving van de stemgeving zijn we nog niet verder gekomen dan de stembanden maar de keel-mondholte biedt ook nog tal van interessante mogelijkheden om geluid te beÔnvloeden. Met de stembanden wordt namelijk niet alleen een grondtoon gevormd die de toonhoogte bepaalt maar tevens een hele reeks van boventonen (of harmonischen) die ieder een frequentie hebben van een veelvoud van de grondtoon. Hoe krachtiger de stembanden sluiten, hoe krachtiger deze reeks. Dit gehele complex van boventonen bepaalt het timbre van de zang. Door articulatie kunnen we de kracht van elke boventoon en daarmee het timbre beÔnvloeden. Wat dat betreft is de menselijke stem heel bijzonder en onderscheidt ze zich van andere muziekinstrumenten; we hebben een resonantieruimte (klankkast) die eindeloos veel vormen kan aannemen. De rol van de neusholte daarbij is meestal beperkt (alhoewel sommige pedagogen daar anders over zullen denken). Dat valt eenvoudig zelf te onderzoeken door de neus tijdens het zingen van een klinker dicht te knijpen. De huig sluit de neusholte af als er geen verschil te horen is.

Figuur 3. Frequentiebereik van de vijf resonantiegebieden in het zingen. Vet gedrukt is de mogelijke samenwerking van resonanties bij boventoonzang en bij klassieke zang.

De relatie tussen articulatie en het effect op het zanggeluid is complex. Ruwweg kent de keel-mondholte een vijftal resonanties die ieder in staat zijn om boventonen die in de buurt van de resonantiefrequentie liggen krachtig door te geven. De wijze van articulatie bepaalt waar deze vijf resonantiefrequenties liggen. Bij elke wijze van articuleren liggen ze op een andere plaats. Articuleren we een 'aa' dan zijn er andere boventonen krachtig dan wanneer we een 'ie' articuleren. In figuur 3 staat aangegeven over welke frequentiegebieden deze resonanties actief kunnen zijn. Van onder naar boven: als we onze mond openen en sluiten, zoals tussen 'aa' en 'oe' dan verschuift een resonantie tussen 900 en 200 Hz, als we onze tong van achter naar voren verplaatsen, zoals tussen 'oe' en 'ie' dan verschuift een resonantie tussen 800 en 2200 Hz. De resonanties bij hogere frequenties hangen samen met steeds kleinere volumes. Met name de vorm van de keelholte is daarvoor van belang.

Het aardige is dat de frequentiegebieden van de vijf resonanties gedeeltelijk overlappen. Dat biedt de mogelijkheid om zodanig te articuleren dat resonanties kunnen gaan samenwerken. De klassieke westerse zang maakt gebruik van een samenwerking tussen de drie resonanties met de hoogste frequenties: door een juiste vorm en volume van de keelholte te vinden (sommigen claimen door een lage strottehoofdpositie) wordt een gecombineerde zeer krachtige resonantie tussen 2000 en 3000 Hz gerealiseerd. Dat resulteert in wat wel de 'dragende' stem wordt genoemd of door engelsen 'the ring of the voice'. In de boventoonzang van de volken van MongoliŽ en de centraalaziatische republiek Tuva wordt gebruik gemaakt van een samenwerking tussen de tweede en derde resonantie om afzonderlijke boventonen eruit te laten springen (techniek 2 in figuur 3). De articulatie van boventoonzang is als in het zeer traag gearticuleerde engelse 'worry' waarbij de tongafsluiting heel langzaam van achter naar voren in de mond wordt verschoven. Voor de lage boventonen maken ze gebruik van de eerste resonantie in combinatie met sterke nasaliteit (techniek 1 in figuur 3). Deze boventonen zijn echter meestal veel zwakker. Boventoonzang wordt uitgevoerd met (bijna tot zeer) geknepen stemgeving ter algehele versterking van de boventonen.

Hiermee zijn we aan het einde van onze tocht langs facetten van het zingen. Een aantal basisprincipes passeerde de revue. De ervaring leert dat deze niet altijd eenvoudig te begrijpen zijn. Toch is het van belang dat zangers en zangpedagogen er weet van hebben. Niet om er een recept uit te putten van hoe er gezongen moet worden. Wel om niet meer gehinderd te worden door onjuiste en achterhaalde ideeŽn die een goede stemontwikkeling in de weg kunnen staan. Want leren zingen is al moeilijk genoeg. Het muziekinstrument is deel van jezelf, kwetsbaar, onvervangbaar en uniek. En de onzekerheden zijn navenant groot. De wetenschap kan daar maar een klein deel van wegnemen.