Ludzki głos od dawna interesuje nie tylko językoznawców i lekarzy, lecz także antropologów oraz specjalistów medycyny sądowej. Najnowsze badania prowadzone w Polsce pokazują, że z nagrania wypowiedzi można odczytać nie tylko płeć czy wiek mówiącego, ale również pewne cechy jego budowy ciała. Związek ten nie jest prosty, jednak analiza proporcji tkanki tłuszczowej i beztłuszczowej masy ciała pozwala lepiej zrozumieć, dlaczego głosy kobiet i mężczyzn różnią się nie tylko wysokością, lecz także barwą i donośnością.

Badania przeprowadził dr Łukasz Pawelec z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, a ich wyniki opublikowano w czasopiśmie „Scientific Reports”. Zamiast opierać się na wskaźniku BMI, który nie rozróżnia masy mięśniowej od tłuszczowej, naukowiec zastosował bioimpedancję elektryczną. Metoda ta wykorzystuje fakt, że tkanka tłuszczowa przewodzi prąd słabiej niż tkanki uwodnione, co pozwala oszacować proporcje poszczególnych komponentów ciała. To podejście wpisuje się w tradycję badań antropometrycznych, w których precyzyjny pomiar stanowi punkt wyjścia do dalszej analizy – podobnie jak w astronomii precyzja obserwacji była fundamentem teorii heliocentrycznej Mikołaja Kopernika.

Hormony, formanty i matematyka dźwięku

Aparat głosowy działa jak instrument akustyczny. Krtań wytwarza dźwięk, a jama gardłowa, ustna i nosowa modelują jego barwę. W analizie akustycznej kluczowe znaczenie mają tzw. formanty, czyli częstotliwości rezonansowe toru głosowego. Ich wartości można precyzyjnie zmierzyć i opisać matematycznie, co czyni badania nad głosem obszarem łączącym biologię z analizą sygnałów i metodami statystycznymi.

W badanej grupie mężczyzn większa masa mięśniowa ramion wiązała się z niższą częstotliwością głosu. Zależność tę interpretuje się w kontekście działania testosteronu, który wpływa zarówno na rozwój muskulatury, jak i na budowę krtani. Z kolei wyższa zawartość tkanki tłuszczowej korelowała z podwyższeniem pierwszego formantu, co przekłada się na „jaśniejszą” barwę głosu. Tkanka tłuszczowa pełni funkcję narządu hormonalnie czynnego, produkując aromatazę – enzym przekształcający androgeny w estrogeny. Zmiana proporcji hormonów płciowych wpływa na właściwości fałdów głosowych i parametry akustyczne dźwięku.

U kobiet zależności przybrały inną postać. Większa ilość tłuszczu w obrębie jamy brzusznej wiązała się z większym natężeniem głosu. Jednym z możliwych wyjaśnień jest zwiększone ciśnienie podgłośniowe wynikające z obecności tłuszczu trzewnego. Natomiast wyższa beztłuszczowa masa ciała korelowała z dłuższym maksymalnym czasem fonacji, co wskazuje na lepszą wydolność mięśni oddechowych, w tym przepony.

Głos w medycynie i kryminalistyce

Choć zależności między składem ciała a głosem są statystycznie istotne, nie pozwalają jeszcze na jednoznaczne odtworzenie sylwetki na podstawie samego nagrania. W eksperymentach osoby oceniające głosy rozpoznawały osoby o większej zawartości tkanki tłuszczowej z trafnością tylko nieznacznie przekraczającą poziom losowy. Równolegle rozwijane są algorytmy uczenia maszynowego, które próbują klasyfikować głosy pod kątem cech budowy ciała z większą dokładnością.

Badania te mają znaczenie nie tylko dla kryminalistyki. Głos zmienia się w ciągu życia pod wpływem hormonów, starzenia oraz zmian metabolicznych. Zjawisko określane jako unifikacja płci polega na tym, że z wiekiem średnia częstotliwość głosu kobiet obniża się, a mężczyzn rośnie. Wiąże się to ze zmianami hormonalnymi, w tym spadkiem poziomu testosteronu u mężczyzn i zmianami po menopauzie u kobiet. Obserwacje pacjentów po operacjach bariatrycznych sugerują, że znaczna redukcja masy ciała może prowadzić do modyfikacji parametrów głosu.

Perspektywa wykorzystania analizy głosu w diagnostyce na odległość wpisuje się w rozwój telemedycyny. Ocena parametrów akustycznych mogłaby w przyszłości wspierać lekarzy w monitorowaniu stanu hormonalnego, wydolności oddechowej czy skutków leczenia otyłości. Badania prowadzone w Polsce pokazują, że głos stanowi złożony sygnał biologiczny, który – odpowiednio analizowany – może dostarczać informacji o funkcjonowaniu całego organizmu.