La produzione del suono è compito della laringe, prima porzione delle vie aeree altamente differenziata ai fini della fonazione.
E' da tenere presente, tuttavia, che la sua funzione originale è quella di servire da "saracinesca" fra i polmoni e l'esterno (M. Uberti).
L'esigenza di chiudere le vie aeree nasce dal fatto che i polmoni costituiscono una parete cedevole, posta sul blocco dei visceri.
Questa loro caratteristica indispensabile per la respirazione, risulterebbe svantaggiosa ogni qualvolta i muscoli del tronco dovessero contrarsi per esercitare una forza destinata ad altro scopo; in questi casi il cedimento da parte dei polmoni annullerebbe ogni sforzo ed è ciò che accade, ad esempio, quando si perdono le forze a causa del riso.
I casi in cui la laringe svolge la funzione di chiusura possono essere ridotti fondamentalmente a due:

1. durante la defecazione, la minzione od il parto, l'organismo deve espellere dagli orifici inferiori i prodotti della digestione, della secrezione o del concepimento. La chiusura a monte delle vie aeree è indispensabile perché la cavità toracica si comporti come una camera d'aria compressa, offra sufficiente resistenza e la forza esercitata dalla muscolatura addominale venga orientata nella direzione opportuna;

2. l'organismo è impegnato in sforzi che comportano un ancoraggio sicuro per la muscolatura degli arti. Poiché il primo risultato della contrazione dei muscoli lombari e addominali è l'abbassamento delle costole, e quindi il cedimento dell'ancoraggio dei muscoli degli arti, nasce nuovamente l'esigenza della chiusura delle vie aeree che, impedendo la fuoriuscita dell'a ria ovvii all'inconveniente.

La laringe (fig. 16) è un organo impari, mediano, occupante la parte media e anteriore del collo.
Dal punto di vista anatomico è costituita da una serie di cartilagini che ne formano lo scheletro (cartilagini: cricoidea, tiroidea, aritenoidee, cornicolate, epiglottide), dalle articolazioni e dai legamenti che le uniscono, dai muscoli estrinseci ed intrinseci, dalla mucosa laringea che circoscrive interna mente una cavità comunicante con la faringe in alto e la trachea in basso.

Cartilagini della laringe

Le cartilagini della laringe (fig. 17) sono modificazione dei primi anelli della trachea e quella che ne costituisce la base, la cartilagine cricoide, ne dimostra chiaramente l'origine. Essa ha grossolanamente la forma di un anello con castone, posto col castone rivolto all'indietro. L'anello si chiama arco e il castone lamina. La lamina funge da supporto per altre tre cartilagini.
Una è la cartilagine tiroide, la cui forma ricorda la visiera di un elmo. Essa è costituita da due lamine, destra e sinistra, che giungono ad unirsi in un diedro sulla linea mediana anteriore, mentre posteriormente rimangono libere. Dal loro margine posteriore, ad andamento verticale si distaccano due prolungamenti: il corno superiore e il corno inferiore.
In modo molto simile a quello in cui la visiera è imperniata sull'elmo, la cartilagine tiroide si articola, per mezzo dei due corni inferiori, all'arco della cricoide e può compiere movimenti di oscillazione verticale. Essa appare sotto la pelle del collo ed è quello che viene comunemente chiamato "pomo d'Adamo".
Sulla lamina cricoidea, ai due lati della linea mediana, si articolano le due cartilagini aritenoidi, piccole e mobilissime: possono ruotare, spostarsi all'infuori e all'indietro in modo da separarsi o da mettersi a contatto.
La loro forma ricorda vagamente una piramide triangolare con la base in corrispondenza dell'articolazione con la cricoide. Esse danno inserzioni ai muscoli vocali e cricoaritenoidei.
Gli apici delle aritenoidi si continuano nelle cartilagini cornicolate o del Santorini, che danno inserzione ad un legamento.
La cavità laringea è protetta dall'epiglottide, una cartilagine a forma di foglia di lauro che, imperniata col suo picciolo nell'angolo interno della tiroide, si abbassa come un coperchio a coprire la trachea durante la deglutizione.

 
Muscoli della laringe

Li distinguiamo in estrinseci ed intrinseci.
Gli estrinseci uniscono la laringe alle formazioni vicine ed imprimono all'organo movimenti di totalità.
Gli intrinseci hanno entrambe le inserzioni sulla laringe; determinano movimenti parziali dell'organo, modificando la posizione delle cartilagini e quindi delle corde vocali. Considerando l'effetto della loro contrazione sulle corde vocali possono essere divisi in tre gruppi:

1. Tensori delle corde vocali (muscoli, cioè, che contraendosi aumentano lo stato di tensione delle corde vocali):
- cricotiroideo
- tiroaritenoideo

2. Adduttori (provocano l'accollamento delle corde vocali e la chiusura della glottide):
- tiroaritenoideo
- cricoaritenoidei laterali
- interaritenoidei

3. Abduttori (con funzione opposta ai precedenti):
- cricoaritenoidei posteriori.

 
Muscoli intrinseci

I nomi stessi di questi muscoli indicano i loro punti di inserzione (fig. 18). Prestiamo particolare attenzione ai due muscoli vocali: vanno orizzontalmente dallo spigolo interno della cartilagine tiroidea al processo vocale delle due aritenoidi, hanno forma di sottili prismi triangolari e si comportano in modo molto simile a quel o delle labbra. Svolgono infatti le funzioni di chiusura delle vie aeree e di fonazione: possono serrarsi strettamente uno contro l'altro per tutta la loro lunghezza bloccando il passaggio dell'aria, oppure lasciarla sfuggire entrando in vibrazione.

Importante è pure il muscolo cricotiroideo, pari, che abbassa in avanti la cartilagine tiroide (fig. 19). Con questo movimento le corde vocali, il cui capo posteriore è trattenuto saldamente dalle aritenoidi e dalla loro muscolatura, vengono stirate in avanti e si ha pure un restringimento della glottide; si ottengono in questo modo note più acute.
Questo movimento della cartilagine tiroide è ottenibile anche attraverso opportuni movimenti respiratori e dell'importanza di questo fatto si avrà modo di riparlare trattando della relazione esistente fra tipo di respirazione e tipo di voce.

Muscoli estrinseci

I muscoli estrinseci arrivano alla laringe dallo sterno, dall'osso ioide, dalle pareti faringee.
Ricordiamo i due maggiori.
Il muscolo sternotiroideo, pari, va dalla faccia posteriore del manubrio dello sterno alla lamina della cartilagine tiroidea del proprio lato: contraendosi solleva la laringe.
Il muscolo tiroideo, pari, è inserito in alto sull'osso ioide, in basso sulla cartilagine tiroidea. Con punto fisso sull'osso ioide solleva la laringe, viceversa abbassa l'osso ioide.
Tra le connessioni che la laringe ha con gli organi circostanti, quella con l'osso ioide è molto importante.
Il bordo superiore della cartilagine tiroidea è unito attraverso la robusta membrana tiroidea (fig. 16) a quello inferiore dell'osso ioide, mentre il bordo superiore di quest'ultimo dà a sua volta inserzione ai muscoli della lingua.
E' quindi facile capire l'associazione funziona le esistente tra i movimenti della lingua e quelli della laringe.

 
Conformazione interna della laringe

La descrizione fatta fino a questo momento di cartilagini e muscoli laringei può aver dato una immagine molto scheletrica di quest'organo.
In realtà cartilagini e muscoli sono associati a ghiandole, membrane connettive, legamenti e sono ricoperti da una mucosa che ne arrotonda le forme. Ne risulta un organo che, in sezione, presenta una superficie interna vagamente simile ad una clessidra: si presenta infatti come una cavità dotata di due porzioni (superiore ed inferiore) ampie e di una porzione (mediana) ristretta (fig. 20).
In quest'ultima porzione troviamo due paia di pliche muccose ad andamento orizzontale, un paio più in alto ed uno sottostante, le quali delimitano due scanalature chiamate ventricoli del Morgagni o, semplicemente, ventricoli laringei. Le pieghe determinano tra loro una fenditura disposta in senso anteroposteriore.
Quelle della coppia soprastante prendono il nome di pliche ventricolari o corde vocali false e non svolgono alcuna funzione fonatoria.
Sono due spesse lamine costituite da una piega mucosa contenente i muscoli ventricolari; sono più corte e più lontane tra loro delle corde vocali vere. La fenditura che esse delimitano è detta glottide falsa.
Le corde vocali vere costituiscono la coppia sottostante, formata non solo dalle pieghe della mucosa e da una membrana fibroelastica, ma anche da un fascio di fibre striate da essa ricoperte: i muscoli vocali (arivocale e tirovocale).
Sono queste corde a determinare la fonazione.
Il termine "corde vocali" è dovuto al medico francese Antoine Ferrein, il quale, pubblicando a Parigi le sue osservazioni (1741), scriveva: "Io ho pensato di trovare nelle labbra della glottide delle corde capaci di vibrare e di suonare come quelle di una viola; ho considerato l'aria come l'archetto che le mette in gioco, lo sforzo del torace e dei polmoni come la mano che muove l'archetto".
Il termine anatomico più appropriato è invece quello di pliche vocali o labbri vocali.
Attenendosi comunque all'uso comune si parlerà di corde vocali volendosi riferire ai labbri vocali.
Il loro aspetto è quello di un nastro bianco mobilissimo, a sezione triangolare, con un bordo mediano quasi tagliente.
Sono lunghe 16-20 mm nella donna e 20-25 mm nell'uomo ed in quest'ultimo sono più spesse che nella donna perciò la voce maschile ha una tonalità molto più bassa di quella femminile.
Anteriormente si riuniscono inserendosi in prossimità dello spigolo interno della cartilagine tiroide; posteriormente ogni corda è inserita ad una cartilagine aritenoide (fig. 21).
La fenditura che le corde vocali delimitano è detta glottide vera; si allarga, si restringe, si chiude completamente secondo i movimenti che esse compiono.
La glottide vera si continua posteriormente nella glottide intercartilaginea, fenditura delimitata dalle mobilissime cartilagini aritenoidee, che possono variarne il lume, ma mai chiuderlo completamente. L'aria vi passa comunque pur non producendo suono, per cui si parla anche di glottide respiratoria.

 
Meccanismo di emissione del suono laringeo

I dati anatomici finora esposti ci consentono già di descrivere gli aspetti fondamentali del comportamento della laringe durante la fonazione.
Perché la glottide possa entrare in vibrazione e necessario che i due labbri vocali vengano a contatto fra loro interrompendo il passaggio dell'aria respiratoria.
L'aria, compressa dal mantice polmonare, forza il passaggio ed i labbri vocali entrano in vibrazione.

 
Teoria dell'oscillazione cordale

Durante l'inspirazione le corde vocali vengono tenute divaricate dalle cartilagini aritenoidi: l'aria entra senza metterle in vibrazione. L'espirazione è invece essenziale per l'emissione della voce: il flusso dell'aria è interrotto dal contatto dei labbri vocali. La pressione subglottica aumenta finché essi si separano nuovamente.
A questo punto, a livello delle corde vocali abdotte, la pressione dell'aria che passa provoca un movimento di aspirazione verso la linea mediana, per l'effetto Bernoulli.
Le corde vocali si riavvicinano ed il processo si ripete: si genera così la vibrazione.
La formazione del suono laringeo non è dovuta all'interruzione ritmica della corrente espiratoria, ma ad una modificazione ritmica delle compressioni o rarefazioni dell'aria a livello della glottide.
Questo, a grandi linee, è quanto affermano le più recenti teorie sul meccanismo dell'oscillazione cordale.

Lo schema di fig. 21 dimostra i principali meccanismi che determinano il movimento delle cartilagini aritenoidi, regolando l'apertura della rima glottidea. Il tratteggio schematizza il contorno delle cartilagini tiroide e aritenoidi. Le frecce indicano le linee di forza esercitate dalla contrazione dei singoli muscoli. Le linee punteggiate rappresentano la posizione dopo la contrazione muscolare.
a) Azione del muscolo cricoaritenoideo laterale
b) Azione del muscolo cricoaritenoideo posteriore
c) Azione dei muscoli interaritenoidei.
Le modalità e la gradazione dell'adduzione delle corde vocali sono comunque controllate da vari muscoli laringei (in particolare da quelli che abbiamo visto determinare i movimenti delle cartilagini aritenoidi), in relazione ai vari fonemi che si vogliono produrre.
Esiste, ad esempio, una notevole differenza tra vocali e consonanti: le vocali esigono un movimento lento e sostenuto, alcune consonanti non hanno meccanismo laringeo (consonanti afone), altre esigono una adduzione cordale brusca e di breve durata (consonanti sonore).

La figura 22 mostra le diverse posizioni e il diverso grado di tensione delle corde vocali durante:
a) espirazione,
b) inspirazione,
c) grido,
d) fonazione.
L'altezza del suono prodotto dipende dalla tensione delle corde vocali, esattamente come accade per un elastico teso fra le dita.
Al variare della tensione si modifica lo spessore delle corde e quindi si fa più o meno alta, in direzione verticale, la zona di contatto dei labbri vocali.
La loro tensione può essere determinata da meccanismi diversi.

1. I labbri vocali, essendo costituiti essenzialmente dal muscolo vocale, hanno la possibilità di contrarsi attivamente. Tale comportamento è quello che prevale nel grido e consente di produrre soltanto le note inferiori dell'estensione vocale.

2. I labbri vocali possono anche essere stirati passiva mente all'indietro per azione dei muscoli cricoaritenoidei laterali e tiroaritenoidei. Questi, cioè non si limitano ad agire sulle aritenoidi per portare la glottide in posizione fonatoria, ma, agendo sul processo muscolare come su di una leva, possono fare compiere al processo vocale una escursione maggiore stirando all'indietro i labbri vocali che vi sono inseriti. Con questo meccanismo l'estensione vocale può toccare il limite del cosiddetto "passaggio".

3. I muscoli cricotiroidei possono abbassare in avanti la cartilagine tiroide a guisa di visiera di un elmo; in questo modo la distanza fra le cartilagini aritenoidi e lo spigolo interno della tiroide aumenta mentre i muscoli vocali che vi sono inseriti, vengono stirati passivamente in avanti (fig. 19). Con questo movimento, che corrisponde al passaggio, la voce può toccare la sua estensione massima.

Secondo una descrizione classica la regolazione dell'altezza tonale della voce è risultato esclusivo dei meccanismi elencati.
Compito della muscolatura intrinseca della laringe, invece, è soltanto quello della regolazione fine della tensione delle corde vocali, mentre il grosso di questo lavoro compete alla cintura muscolare addominale e agli organi articolatori.
La prima, imponendo a polmoni e trachea un movimento di risalita durante l'espirazione, spinge la cartilagine cricoide contro quella tiroide, mentre gli organi articolatori (lingua e mandibola), collegati al corno superiore della cartilagine tiroide per mezzo dell'osso ioide e del legamento tiroioideo, fanno inclinare in avanti questa cartilagine con una trazione orizzontale nel piano sagittale.
Questo movimento della cartilagine tiroide (fig. 19) è lo stesso che si ottiene, come descritto in precedenza, mediante la contrazione dei muscoli cricotiroidei, ma la differenza sostanziale è questa: nel caso dell'intervento dei muscoli addominali e degli organi articolatori, il lavoro è effettuato da masse muscolari potenti, mentre nel secondo caso e tutto a carico dei due piccoli muscoli cricotiroidei.
Dimostrazione di tale affermazione si ottiene, per quanto riguarda la cintura muscolare addominale, intervenendo manualmente su di una persona stonata durante l'esecuzione di una melodia. Se, infatti si aiuta la respirazione dell'individuo comprimendogli la parte bassa dell'addome, si ottiene una correzione immediata della stonazione, che può andare da un semplice miglioramento alla compensazione totale del difetto. Risultati ancora più completi si ottengono facendo cantare il soggetto in posizione supina. In tale postura viene sfruttata la forza di gravità che, scaricando il peso dei visceri sulla superficie inferiore del diaframma ottiene, oltre alla correzione della melodia, l'esecuzione della stessa all'altezza tonale richiesta.
L'individuo supino riesce ad emettere facilmente note più alte di quanto gli riesca di fare quando è in piedi.
Che, come macroeffettore della regolazione dell'altezza tonale della voce, intervenga anche l'apparato articolatorio, si dimostra invitando un cantore incapace di realizzare il cosiddetto "passaggio" (l'inclinazione, cioè, della cartilagine tiroide che, stirando in avanti le corde vocali permette di realizzare le note del cosiddetto "registro di testa") ad estrarre la lingua durante la vocalizzazione. Questo comportamento fonatorio si risolve, come già detto, in una trazione sagittale orizzontale, applicata alla estremità del corno superiore della cartilagine tiroide che, soprattutto se ben coordinata con la spinta proveniente dalla cintura muscolare addominale, permette l'esecuzione del "passaggio".
Da quanto detto risulta evidente che l'altezza tonale della voce è il risultato sinergico di una macroregolazione, attuata dalla cintura muscolare addominale e dall'apparato articolatorio, e di una microregolazione attuata dalla muscolatura intrinseca della laringe, corrispondente alla descrizione classica suesposta (M. Uberti).
I fenomeni fisiologici descritti hanno notevoli conseguenze fonetiche in quanto incidono sul suono glottideo modificando il comportamento elastico delle corde vocali, e sul suono orale alterando i rapporti di volume fra cavità buccale e cavità faringea.