Medizinnobelpreis 1911: Allvar Gullstrand

Medizinnobelpreis 1911: Allvar Gullstrand

 

Der Ophthalmologe erhielt als erster Schwede für seine grundlegenden Arbeiten zur Dioptrik des Auges den Nobelpreis für Medizin oder Physiologie.

 

 Biografie

 

Allvar Gullstrand, * Landskrona 5. 6. 1862, ✝ Stockholm 27. 7.1930; 1880-88 Studium der Medizin in Uppsala, Wien und Stockholm, 1890 Promotion, 1894 erster Ordinarius für Augenheilkunde und 1914-29 Professur für physiologische und physikalische Optik an der Universität Uppsala; entwickelte Instrumente zur Augenuntersuchung und formulierte allgemeine Gesetze der optischen Bildentstehung im Auge.

 

 Würdigung der preisgekrönten Leistung

 

Als Allvar Gullstrand sich 1888 der Augenheilkunde zuwandte, waren viele Naturwissenschaftler der Meinung, die theoretischen Studien zu diesem erst wieder seit dem 18. Jahrhundert der Medizin zugerechneten Bereich seien abgeschlossen. Bis sich die Ophthalmologie wissenschaftlich etablierte, lag die Augenarztpraxis, die sich vor allem auf das so genannte »Starstechen« beschränkte, in den Händen von Badern und Handwerkschirurgen. Wesentlich beteiligt an der »Erfolgsgeschichte« der Ophthalmologie war neben anderen Hermann Julius Ferdinand von Helmholtz. Der deutsche Mediziner und Physiologe hatte 1850 den Augenspiegel erfunden, mit dessen Hilfe der Augenhintergrund untersucht werden kann. Kurze Zeit später hatte Helmholtz eine Erklärung dafür gefunden, wie die Anpassung des Auges an unterschiedliche Entfernungen, die so genannte Akkomodation, zustande kommt. Gullstrand setzte sich intensiv mit Helmholtz' Akkomodationstheorie auseinander, die zum Ausgangspunkt eigener Experimente und Untersuchungen wurde.

 

 Von der Mathematik und Mechanik zur Augenheilkunde

 

Gullstrands großes Interesse für Mathematik und Mechanik ließen ihn zuerst an eine technische Laufbahn als Ingenieur denken. Schließlich trat er doch in die Fußstapfen seines Vaters Pehr Alfred Gullstrand, der als Amtsarzt in Landskrona tätig war. Es wird die Vorliebe für Technik und Mathematik gewesen sein, die Gullstrand zur Optik führte, nachdem er 1888 sein Medizinstudium abgeschlossen hatte. Der Auszeichnung mit dem Nobelpreis für seine Arbeit über die Gesetzmäßigkeiten der Lichtbrechung und der Entstehung einer optischen Abbildung im Auge ging eine Reihe wichtiger Forschungen und Konstruktionen voraus. Nach seiner Habilitation 1891 am Karolinischen Institut in Stockholm wurde er 1894 als Professor für Augenheilkunde an die Universität Uppsala berufen. Dort arbeitete er erfolgreich an einer Verbesserung der augenärztlichen Untersuchungsmethoden durch die Konstruktion der nach ihm benannten, ältesten Spaltlampe, der so genannten Gullstrand-Lampe. Dieses Instrument erlaubt den Augenärzten, die Hornhaut sowie die Linse zu prüfen und festzustellen, ob sich in der Augenflüssigkeit fremde Objekte befinden. Gullstrands Ideen förderten also auch die Technik der optischen Industrie. In Zusammenarbeit mit den Zeiss-Werken in Jena entwickelte er etwa ein Stativophthalmoskop zur binokularen Untersuchung des Augenhintergrunds, wodurch ein reflexloses Augenspiegeln möglich wurde.

 

 Forschungen zur optischen Bildentstehung im Auge

 

In seiner Dissertation beschäftigte sich Gullstrand mit dem Astigmatismus, einer Sehstörung in Folge krankhafter Veränderung der Hornhautkrümmung, wofür er 1890 den Doktortitel erhielt. 1894 begann er mit seinen Forschungen zur geometrischen und physiologischen Optik sowie zu den Problemen der optischen Bildformation in biologischen Systemen. Zur selben Zeit gelangten dem deutschen Physiker Ernst Abbe in Jena bedeutende Verbesserungen in der Herstellung von Glaslinsen, die eine bislang nicht erreichte Genauigkeit durch die Vermeidung von Brechungsfehlern bzw. -abweichungen aufwiesen. Die biologische Linse unterscheidet sich jedoch von Glaslinsen in einigen signifikanten Punkten. Während die Glaslinse aus einem homogenen Medium hergestellt ist, das das Licht in vorhersagbarer Weise bricht oder krümmt, besteht die Linse des menschlichen Auges aus vielen Schichten transparenter Fasern. Diese brechen das Licht in einer Art und Weise, die bis in die 1890er-Jahre nicht vollständig geklärt werden konnte. Untersuchungen zur Linse des Auges hatten erbracht, dass diese an Bändern und Muskeln befestigt ist, die die Veränderung der Linsenform ermöglichen und dadurch ein Bild fokussieren — eine Fähigkeit, die unter dem Begriff Akkomodation bekannt ist. Gullstrand konnte Helmholtz' Akkomodationstheorie mithilfe physiologischer Experimente nachweisen, was diesem selbst nicht gelungen war.

 

Zu seinen umfangreichen theoretischen Arbeiten, die in Schweden — der damaligen Zeit entsprechend — meistens auf deutsch veröffentlicht wurden, gehören das so genannte Gullstrand-Gesetz zur Bewegung des Lichtreflexes der Hornhaut und der Muskeln beim Schielen und die Untersuchung der Brechkraft des Auges. Eine Theorie der normalen und der krankhaften Beschaffenheit des Auges erfordert vorab eine Klärung der Bedingungen der Lichtbrechung und der Entstehung eines optischen Bildes im Auge — das zentrale Thema der Ophthalmologie und der physiologischen Optik. Gullstrand gelang es, allgemeine Gesetze der optischen Bildentstehung im Auge zu formulieren, wodurch er wichtige Pionierarbeit geleistet hat.

 

Durch eine Serie von hochkomplexen mathematischen Operationen konnte Gullstrand den Nachweis erbringen, dass die Linse des Auges kontinuierlich ihre Brechzahl wechselt, um ein scharfes Bild auf der Retina, der Netzhaut des Auges, zu produzieren. Seine Arbeit ermöglichte zuverlässigere und genauere Korrekturen von Sehstörungen, wie Aberration (optische Abbildungsfehler durch Unschärfe) und Astigmatismus.

 

Den Nobelpreis erhielt Allvar Gullstrand für seine Arbeiten zur Dioptrik des Auges, mit anderen Worten für seine Forschungen zu den Gesetzmäßigkeiten der Lichtbrechung und damit der Entstehung einer optischen Abbildung. Sein Vortrag anlässlich der Preisverleihung trug den Titel »Wie ich den Mechanismus der interkapsularen Akkomodation fand«. Durch die Entdeckung dieses Mechanismus war es möglich geworden, allgemeine Gesetze der optischen Bildentstehung im Auge zu formulieren. Darüber hinaus stellte Gullstrand eine grundlegende mathematische Gleichung auf, von der die bis dahin unbekannten Systemgesetze der optischen Bildentstehung abgeleitet werden konnten.

 

 Würdigung der Persönlichkeit

 

In der Laudatio durch den Rektor des Königlich Karolinischen Instituts in Stockholm, K. A. H. Mörner, kam nicht nur der Stolz auf die Leistung des Kollegen Gullstrand zur Sprache, abgehoben wurde auch darauf, dass Gullstrand trotz seines internationalen Ansehens nicht dem Ruf ins Ausland gefolgt, sondern dem kleinen Land Schweden treu geblieben war. Wegen seiner herausragenden Leistungen verliehen ihm die Universitäten Uppsala, Dublin und Jena den Ehrendoktortitel. Gullstrand war Mitglied zahlreicher wissenschaftlicher Gesellschaften des In- und Auslands. Von 1911 bis 1929 gehörte er dem Stockholmer Nobelpreiskomitee für Physik an, dessen Vorsitz er in den Jahren 1922-1929 innehatte. Am 27. Juli 1930 starb Allvar Gullstrand in Stockholm.

 

S. Hähner-Rombach