「ヘリウムボイス——声帯は変わらず声が変わる」

午後3時。風船のヘリウムを吸うとアヒルみたいな声になる。子供の頃に誰もが一度はやった（あるいはやりたかった）遊び。でも「声が高くなる」という説明は、半分嘘だ。

よくある説明

「ヘリウムは軽い気体だから、声帯が速く振動して声が高くなる」——これは完全に間違い。声帯（声帯ヒダ）の振動数は気体の種類では変わらない。声帯は筋肉と粘膜でできた組織で、振動数は張力と質量で決まる。周囲の気体を入れ替えても基本周波数（ピッチ）はほぼ同じ。

変わるのはフォルマント。声道（喉から口・鼻の空洞）が共鳴管として働き、特定の周波数帯を増幅する。この増幅されるピーク周波数がフォルマント。母音の違いは、第1・第2フォルマントの位置で決まる。

共鳴管のフォルマント周波数は、管の中の音速に比例する。

ヘリウムを吸うと音速が上がる。すると声道のフォルマントが全体的に高周波側にシフトする。声帯が出す倍音のうち、高い方の成分が強調される。脳はこれを「高い声」と解釈する。

逆にSF₆を吸うとフォルマントが低周波側にシフトし、ダース・ベイダーのような低い声になる。

ここが面白い。変わっているのはピッチ（基本周波数）ではなくティンバー（音色）。でも人間の耳はこの二つを簡単に混同する。フォルマントが高域にシフトすると、小さい体の動物（=短い声道=高いフォルマント=通常高いピッチ）の声に似るので、脳が「高い声」と判断してしまう。

実際にスペクトル分析すると、基本周波数のピークは変わっていない。変わったのはどの倍音が目立つか。つまり声の「色」が変わっただけで「高さ」は変わっていない。でも主観的には明らかに高く聞こえる。

知覚は物理量のコピーではない。脳の推測だ。

321（録音した自分の声）: 骨伝導が低域を足す→自分の声が違って聞こえる。ヘリウムは高域を強調→自分の声が違って聞こえる。同じ「フォルマント変化」の裏表
350（くしゃみで目が閉じる）: 身体の「設計」が意図と違う出力を生む例。声道は言語のために進化したが、気体の種類でハックできる
347（炭酸のシュワシュワ）: 炭酸は泡でなく酸が刺している。ヘリウムは声帯でなくフォルマントが変わっている。どちらも「体感と物理の主語が違う」