La teoría del caos y la dinámica no lineal es una nueva concepción de la ciencia que trata de estudiar los fenómenos naturales como tales, sin hacer simplificaciones. Crea teorías y modelos que intenten reproducir el fenómeno natural. Es decir, es una aproximación real al fenómeno natural. Está ganando terreno dentro de los campos científicos y también se ha comenzando a utilizar con relación al tema del movimiento vibratorio de las cuerdas vocales. Los computadores tradicionales han demostrado cierto fracaso en relación a los sistemas acústicos, porque se está asumiendo una linealización. En un principio, al hablar de sistemas acústicos, se hablaba de la teoría fuente-filtro y del modelo lineal de la producción de la voz, lo que es una simplificación de la realidad.

La teoría del caos es una teoría matemática que trata de estudiar los sistemas que tienden al desorden, o sea, no son predecibles y no se pueden estudiar como si una fórmula matemática fuera la expresión de su conducta, porque ese sistema no va a responder a una fórmula lineal matemática. La teoría del caos se distingue de la física clásica en cuanto al estudio de los fenómenos naturales, pues permite que los sistemas que son impredecibles a largo plazo se puedan entender. Estos sistemas tienden al desorden, por ejemplo, el desorden de un río que, en su flujo normal, llega en un momento hasta una cascada y se produce el estruendo terrible de una catarata. Del mismo modo, en la fonación normal hay un flujo laminar y cuando hay, por ejemplo, un pólipo, ese flujo desaparece. Este flujo laminar es incluso una presunción, ya que, si se desciende a un tamaño de observación suficientemente pequeño, no es tal. Esta teoría del caos es especialmente útil en sistemas dinámicos complejos y compuestos de múltiples elementos en movimiento, como es el sistema de las cuerdas vocales. Si contemplamos una cuerda vocal macroscópicamente, en su superficie de mucosa, no es lo mismo que si contemplamos las proteínas que están detrás de esas estructuras; luego, es un sistema muy complejo, en el que participan muchos elementos.

Se dice que estos sistemas dinámicos son deterministas, en el sentido de que siguen leyes similares a las de la física clásica newtoniana, pero son impredecibles, son caóticos. Son impredecibles porque pequeñas variaciones en las condiciones iniciales de funcionamiento del sistema llevan a resultados muy diferentes. No es que estos sistemas caóticos sean de hecho totalmente impredecibles. Son impredecibles con relación a la forma de estudio disponible actualmente, pero exhiben cierto orden interno, el que se puede evidenciar con un tipo de matemáticas distinto de la matemática tradicional.

El mecanismo de la producción vocal es complejo y el modelo establecido es un modelo lineal de la producción de la voz, basado en la teoría de fuente- filtro. Es una presunción que realmente no se puede mantener cuando se necesita una aproximación al análisis acústico de la voz patológica. Los parámetros que caracterizan la fuente, la frecuencia fundamental, la intensidad y el espectro; y los parámetros que caracterizan el tracto vocal, no responden a la realidad. Es un modelo que debe reducir las múltiples variables que participan en el fenómeno natural en estudio al mínimo número de variables que permitan una aproximación a éste fenómeno mediante una formulación matemática. Si la aproximación es mayor, no se hace esta presunción de linealidad, sobre todo para el caso de la voz patológica.

Las cuerdas vocales tienen una forma de vibración que responde a la competencia dinámica de varias fuerzas enfrentadas entre sí. Se habla de fuerzas musculares, de fuerzas o aspectos biomecánicos y de fuerzas aerodinámicas.

-En primer lugar, la tensión y la elongación no están relacionadas en forma lineal. Cuando una cuerda vocal se elonga a incrementos iguales, la tensión que se genera no es lineal. Cuando la longitud aumenta dos veces, la tensión no aumenta dos veces, sino que cuatro veces o más. El incremento es exponencial, no lineal. Para estudiar la relación entre la tensión y la longitud de la cuerda vocal, hay un modelo establecido por Ingo Titze. Es una fórmula matemática que expresa la regulación de la frecuencia fundamental, el mecanismo fundamental en la expresión vocal. Esta fórmula expresa que la relación entre esfuerzo y deformación no es lineal. Si la tensión de la cubierta de la cuerda membranosa, al elongarse, no se incrementa más que el cuadrado de la longitud de la cuerda membranosa, no se produce un aumento de la frecuencia fundamental; es decir, la relación no es lineal. Si lo fuera, siempre iría aumentando. Por otra parte, respecto a la presión subglótica, cuanto más corta la cuerda vocal, más rápidamente se incrementa la presión.Al observar un gráfico de las presiones, se aprecia que la pendiente es mucho mayor cuando la cuerda mide sólo 0,5 cm que cuando mide 1,2 cm. 

El patrón de vibración de las cuerdas vocales es realmente complejo. Podemos descender hasta el patrón de vibración de cada uno de los puntos de su superficie, con cada una de sus características biomecánicas. Se debe considerar el sistema dinámico de las cuerdas vocales como un sistema no lineal, en cuanto a la interacción de los flujos y las fuerzas biomecánicas que están actuando. Por lo tanto, se necesita otro tipo de herramientas, como las de la dinámica no lineal, que permiten comprender los fenómenos naturales de una manera mucho más sencilla e intuitiva. Visualizar el movimiento de las cuerdas vocales patológicas es difícil y no se logra establecer un patrón de movimiento que diga cómo se están moviendo realmente. Esta aproximación visual sí puede hacerse con los sistemas de dinámica no lineal.