113 年 國立臺北護理健康大學語言治療與聽力學系碩士班語言治療組《言語科學》

本題主要探討語音產生與知覺的互動關係，以及其在語音運動控制中的角色，並延伸至語音學習與生產的相關理論，以及感覺受損對語音生產的影響。

核心觀念： 語音運動控制、前饋控制系統、回饋控制系統、語音學習、感覺受損對語音生產的影響。

詳解：

1.a. 前饋控制系統與回饋控制系統在語音學習與生產中的功能 (12%)

語音運動控制的理論模型眾多，其中前饋 (feedforward) 與回饋 (feedback) 控制系統是理解語音產生與學習的關鍵。

• 回饋控制系統 (Feedback Control System)：

  • 功能： 回饋控制系統是透過監測實際輸出（例如：聲道內的聲壓、肌肉的位置或力道）與期望目標之間的差異，並利用此差異來修正輸出，以達到預期的目標。在語音生產中，這意味著我們需要監測發出的聲音，並根據聽覺或本體感覺 (proprioception) 的回饋來調整發音器官的動作。
  • 在語音生產中的應用：
    • 即時調整： 當發音器官的位置或動作與預期目標有偏差時（例如：舌頭碰到牙齒、氣流不穩定），回饋系統會偵測到此差異，並立即發出訊號來修正發音器官的運動，確保發出正確的語音。
    • 精確性： 回饋對於達成精確的發音至關重要，尤其是在發音器官的微小動作上。例如，在發出特定母音時，舌頭需要處於精確的位置，任何偏差都可能導致語音失真。
  • 在語音學習中的應用：
    • 錯誤修正： 嬰幼兒在學習發音時，會不斷地嘗試發出聲音，並透過聽覺回饋來判斷自己發出的聲音是否與目標語音相似。若有差異，大腦會調整發音動作，直到聲音接近目標。
    • 目標建立： 透過不斷的嘗試與回饋，大腦逐漸建立起發音動作與聽覺目標之間的連結，形成對特定語音的運動模式。

• 前饋控制系統 (Feedforward Control System)：

  • 功能： 前饋控制系統是在動作執行「之前」就預先設定好指令，根據過去的經驗和對環境的預期，直接發出運動指令，而不需要等待動作的結果回饋。它的優勢在於反應速度快，可以預測並補償潛在的干擾。
  • 在語音生產中的應用：
    • 預測性調整： 在說話過程中，我們的大腦會預測下一個要發出的語音，並提前準備好相應的發音器官運動指令。例如，在說「cat」這個詞時，大腦會預期到 /æ/ 母音之後緊接著是 /t/ 的捲舌動作，並提前啟動相關肌肉。
    • 快速連續發音： 前饋系統使得我們能夠快速、流暢地說出連貫的語音，而不需要在每個音節之間都等待回饋。
    • 應對干擾： 前饋系統也能夠預測並補償已知的干擾，例如：當我們在嘈雜的環境中說話時，大腦會預期到聲音可能被干擾，並提前加強發音力度。
  • 在語音學習中的應用：
    • 運動模式建立： 透過不斷的練習與前饋指令的發送，大腦會建立起穩定的語音運動模式。隨著熟練度的提高，前饋控制在語音生產中的比例會逐漸增加。
    • 自動化： 熟練的說話者，其語音生產很大程度上依賴前饋系統，使得發音變得自動化，我們可以同時進行其他認知任務。

• DIVA 模型 (Directions into Velocities of Articulators) 的觀點：

  • DIVA 模型是一個整合了前饋與回饋機制的模型，它解釋了語音學習的過程。
  • 目標： 模型有一個「目標」模組，定義了要發出的音。
  • 前饋路徑： 根據目標，前饋控制器會產生對發音器官運動速度的指令，這些指令直接傳遞給運動指令輸出模組。
  • 回饋路徑： 同時，聽覺目標和預期的聽覺回饋會與實際的聽覺回饋進行比較。
  • 錯誤訊號： 如果實際聽覺回饋與預期聽覺回饋有差異，就會產生一個「錯誤訊號」。
  • 學習與修正： 這個錯誤訊號會被用來調整前饋控制器，使其在未來的語音生產中發出更精確的運動指令。
  • 在語音學習中： 嬰兒透過不斷的嘗試，利用聽覺回饋來修正前饋指令，逐步學習如何準確發音。
  • 在語音生產中： 成熟的說話者，前饋系統已高度發展，能夠快速產生準確的運動指令，但回饋系統仍然存在，用於監測和微調。

總結： 在語音學習初期，回饋控制系統扮演更重要的角色，用於偵測和修正錯誤。隨著學習的進行，前饋控制系統逐漸發展，使語音生產更快速、流暢和自動化。兩者協同作用，共同確保語音的準確性和可理解性。

1.b. 成人感覺受損（聽覺或體感）對語音生產的影響 (12%)

感覺受損，無論是聽覺受損還是體感（本體感覺）受損，都會對語音生產產生顯著影響，其影響程度與受損發生的時間點（前語言期或後語言期）以及受損的類型和嚴重程度有關。

本題主要探討語音生產所需的肺部氣流供應，以及呼吸系統的相關知識，包括肺容積變化、呼吸肌功能以及潮式呼吸與言語呼吸的差異。

核心觀念： 呼吸系統、肺容積、橫膈膜、肋間肌、潮式呼吸、言語呼吸、氣動學。

詳解：

2.a. 呼吸時肺容積變化與空氣流動的關聯 (8%)

呼吸是氣體交換的過程，其核心在於利用胸腔和肺部容積的變化來產生壓力梯度，進而驅動空氣進出肺部。

• 吸氣 (Inspiration)：
  • 肺容積變化： 吸氣時，胸腔（包括肺部）的容積會增加。
  • 肌肉收縮： 主要由橫膈膜 (diaphragm) 和外肋間肌 (external intercostals) 收縮引起。
    • 橫膈膜收縮下移，增加胸腔的垂直尺寸。
    • 外肋間肌收縮，將肋骨向上及向外拉，增加胸腔的前後徑和左右徑。
  • 胸腔壓力變化： 胸腔容積增加，導致胸腔內的壓力（胸膜腔壓力）下降，進而拉動肺部擴張。
  • 肺部壓力變化： 肺部擴張，其內部的氣壓（肺泡氣壓）會低於外界大氣壓力。
  • 空氣流動： 由於肺泡氣壓低於大氣壓力，空氣會從壓力高的地方（外界大氣）流向壓力低的地方（肺部），即流入肺部。
• 吐氣 (Expiration)：
  • 肺容積變化： 吐氣時，胸腔（包括肺部）的容積會減少。
  • 肌肉放鬆： 在安靜的潮式呼吸中，吐氣是被動的過程，主要依賴吸氣肌（橫膈膜、外肋間肌）的放鬆。吸氣肌放鬆後，胸腔和肺部因其彈性回縮而恢復到較小的狀態。
  • 胸腔壓力變化： 胸腔容積減少，導致胸膜腔壓力上升。
  • 肺部壓力變化： 肺部彈性回縮，其內部的氣壓（肺泡氣壓）會高於外界大氣壓力。
  • 空氣流動： 由於肺泡氣壓高於大氣壓力，空氣會從壓力高的地方（肺部）流向壓力低的地方（外界大氣），即流出肺部。
  • 主動吐氣： 在需要快速或用力吐氣（如言語吐氣）時，則會動用內肋間肌 (internal intercostals) 和腹肌 (abdominal muscles) 來協助縮小胸腔容積，加速吐氣過程。

總結： 肺容積的增加（吸氣）導致肺內氣壓下降，空氣流入；肺容積的減少（吐氣）導致肺內氣壓上升，空氣流出。這種容積與壓力的關係是呼吸動力的來源。

2.b. 呼吸肌收縮對胸腔、腹壁及肺容積的影響 (8%)

• i. 橫膈膜 (Diaphragm) (4%)
  • 位置： 橫膈膜是位於胸腔底部、腹腔頂部的一塊圓頂狀肌肉。
  • 收縮對胸腔/腹壁的影響： 當橫膈膜收縮時，其圓頂會向下平移。這會直接增加胸腔的垂直尺寸。

本題主要探討喉部系統（Laryngeal system）的功能、結構與語音產生機制，特別是聲帶的振動原理。

核心觀念： 喉部系統功能、喉部結構、聲帶運動、喉部內在肌、肌彈性-氣動學理論。

詳解：

3.a. 喉部系統的三種功能 (6%)

喉部系統（Larynx）位於頸部，是氣管的起始部分，在發聲、呼吸和吞嚥過程中扮演關鍵角色。其主要功能可歸納為三點：

1. 發聲 (Phonation)： 這是最為人所知的功用。當空氣通過縮緊的聲帶時，聲帶會振動，產生聲音的基頻。喉部系統是產生語音聲源（voicing source）的器官。
2. 呼吸 (Respiration)： 喉部結構（特別是聲門裂的寬度）可以調節進入肺部的空氣量。在安靜呼吸時，聲門裂較寬；在運動或需要控制氣流時，聲門裂會變得更窄。
3. 保護呼吸道 (Protection of the Airway)： 喉部在吞嚥過程中起著至關重要的保護作用。會厭軟骨 (epiglottis) 和聲帶的協同作用，可以關閉喉部入口，防止食物或液體進入氣管和肺部，從而避免嗆到。

3.b. 喉部內在肌及其對聲帶運動的貢獻 (15%)

喉部內在肌 (intrinsic laryngeal muscles) 是指所有位於喉部內部、起點和終點都在喉部骨骼（主要為甲狀軟骨、環狀軟骨、杓狀軟骨）上的肌肉。它們主要負責精細地調節聲帶的位置、張力和長度，從而控制聲音的產生。

以下是主要的喉部內在肌及其功能：

1. 環甲狀肌 (Cricothyroid Muscle - CT)：

   • 位置： 位於環狀軟骨和甲狀軟骨之間。
   • 作用： 這是唯一的外在喉部肌肉（雖然常被歸類為內在肌，但其一端附著於環狀軟骨，另一端附著於甲狀軟骨）。它的收縮會使甲狀軟骨向前下方傾斜，同時抬高環狀軟骨。
   • 對聲帶運動的貢獻： 這種傾斜和抬高會拉長聲帶，並增加聲帶的張力。聲帶拉長且張力增加，會提高振動的頻率，產生更高音調的聲音。它是調節音高 (pitch) 的主要肌肉。

2. 甲杓肌 (Thyroarytenoid Muscle - TA)：

   • 位置： 位於聲帶內部，從甲狀軟骨內側壁延伸到杓狀軟骨。它又可細分為甲舌肌 (thyromuscularis) 和甲聲肌 (thyrovocalis) 兩部分。
   • 作用：
     • 甲舌肌： 收縮時將杓狀軟骨拉向甲狀軟骨前部，使聲帶縮短。
     • 甲聲肌： 收縮時，直接作用於聲帶的聲帶膜 (vocalis muscle) 部分，使其變短、變粗、變鬆弛。
   • 對聲帶運動的貢獻： 總體而言，甲杓肌的收縮會縮短聲帶，降低聲帶的張力，從而產生較低音調的聲音。它也參與聲帶的閉合。

3. 杓狀軟骨肌 (Arytenoid Muscles)：

   • 位置： 位於兩個杓狀軟骨之間。包含後側杓狀肌 (Posterior Cricoarytenoid - PCA) 和側邊杓狀肌 (Lateral Cricoarytenoid - LCA)。
   • 後側杓狀肌 (PCA)：
     • 作用： 收縮時將杓狀軟骨的後角向外、向下旋轉。
     • 對聲帶運動的貢獻： 這是唯一能張開聲門裂的肌肉。它的收縮會使聲帶向外拉開，張開聲門，用於吸氣。
   • 側邊杓狀肌 (LCA)：
     • 作用： 收縮時將杓狀軟骨的前角向內、向上旋轉。
     • 對聲帶運動的貢獻： 這種內旋會使聲帶的前部靠近，幫助閉合聲門。它與其他肌肉協同作用，參與發聲。

4. 杓間肌 (Interarytenoid Muscles)：

   • 位置： 位於兩個杓狀軟骨的後側和側邊，將兩個杓狀軟骨連接起來。

本題主要探討發聲器官中的「調音/共鳴系統」(articulatory/resonatory system) 如何塑造語音，特別是母音與子音的產生方式，以及語音合成的現象。

核心觀念： 調音器官、母音發音、子音發音（發音方式）、發音部位、共Articulation。

詳解：

4.a. 三個角母音 /i/, /u/, /a/ 的產生方式 (6%)

母音的產生主要取決於口腔、咽腔和鼻腔的形狀變化，而這些形狀變化又主要由舌頭的位置和形狀、下顎的位置以及嘴唇的圓形度決定。三個「角母音」（corner vowels）是母音空間中的極端位置，最能代表不同的口腔聲道形狀。

• /i/ (如英文 "see" 中的母音)：

  • 舌頭位置/形狀： 舌頭前部抬高，靠近硬顎，但不接觸硬顎，舌尖接近下齒。舌頭呈細長形。
  • 下顎位置： 下顎較低，嘴唇張開較大。
  • 嘴唇形狀： 嘴唇向兩側拉開，呈扁平狀（spread lips），但不圓唇。
  • 聲道形狀： 口腔聲道形成一個狹窄的前部通道，並有一個較大的後部腔室。
  • 聲學特徵： 第一共振峰 (F1) 較低，第二共振峰 (F2) 較高。

• /u/ (如英文 "too" 中的母音)：

  • 舌頭位置/形狀： 舌頭後部抬高，靠近軟顎，但不接觸軟顎。舌頭呈圓筒狀。
  • 下顎位置： 下顎較高，嘴唇張開較小。
  • 嘴唇形狀： 嘴唇向前突出並圓形化（rounded lips）。
  • 聲道形狀： 口腔聲道形成一個較窄的後部通道，並有一個較大的前部腔室（由圓唇形成）。
  • 聲學特徵： 第一共振峰 (F1) 較低，第二共振峰 (F2) 較低。

• /a/ (如英文 "father" 中的母音)：

  • 舌頭位置/形狀： 舌頭位置最低，舌體平坦，位於口腔中央，不靠近任何顎部。舌尖接近下齒。
  • 下顎位置： 下顎最低，嘴唇張開最大。
  • 嘴唇形狀： 嘴唇放鬆，呈不圓唇（unrounded）的自然狀態。
  • 聲道形狀： 口腔聲道相對寬敞，沒有明顯的狹窄處。
  • 聲學特徵： 第一共振峰 (F1) 最高，第二共振峰 (F2) 處於中間。

4.b. 子音發音方式及其範例 (15%)

子音的產生涉及氣流在發音器官中的某種程度的阻礙或阻塞。發音方式 (manner of articulation) 指的是氣流受到阻礙的方式。

i. 塞音/阻礙音 (Stop-plosives)
* 發音方式描述： 氣流在發音部位完全阻塞，然後突然釋放，產生一個爆破音。
* 產生過程：
1. 阻塞 (Closure)： 發音器官（如舌、唇）完全阻礙氣流通過。
2. 閉塞 (Compression)： 肺部氣流在阻塞處積蓄壓力。
3. 釋放 (Release)： 阻塞突然解除，氣流快速衝出，產生爆破聲。
* 範例 (不同發音部位)：
* 雙唇塞音 (Bilabial Stop)： 發生在雙唇阻塞。例如：/p/ (如 "pen")、/b/ (如 "bed")、/m/ (雖然是鼻音，但其阻塞部位是雙唇)。
* 齒齦塞音 (Alveolar Stop)： 發生在舌尖/舌面前部與上齒齦接觸阻塞。例如：/t/ (如 "top")、/d/ (如 "dog")。
* 軟顎塞音 (Velar Stop)： 發生在舌根與軟顎接觸阻塞。例如：/k/ (如 "cat")、/g/ (如 "go")。

ii. 擦音 (Fricatives)
* 發音方式描述： 氣流通過發音器官之間狹窄的通道時，產生湍流 (turbulence)，形成持續的摩擦音。
* 產生過程： 發音器官（如舌、唇、齒）形成一個狹窄的通道，氣流通過時因摩擦而產生可聽見的噪音。
* 範例 (不同發音部位)：
* 唇齒擦音 (Labiodental Fricative)： 下唇接觸上門牙，氣流通過摩擦。例如：/f/ (如 "fan")、/v/ (如 "van")。