Leben für die Wissenschaft

Seine bekannteste Erfindung ist der Augenspiegel, der in modernisierter Form auch heute noch verwendet wird. Sein Konzept ist verblüffend einfach: Hält der Arzt den Augenspiegel vor das Auge des Patienten, sieht er durch die Pupille hindurch den Augenhintergrund. Der schräg gestellte Spiegel lenkt das Licht auf den Untersuchungsbereich, ohne dass der Kopf des Beobachters das Licht verdeckt. Den Ophthalmologen eröffnete Helmholtz mit dem Augenspiegel die Möglichkeit, Netz- und Aderhaut sowie den Sehnerv zu begutachten.

Die Erfindung des Augenspiegels verhalf Helmholtz zu enormem Ansehen, mehr als seine Erkenntnisse in der Grundlagenforschung. Der Nutzen des neuen Gerätes für sehr viele Menschen ist allerdings auch unübersehbar. In kurzer Zeit verbreitete sich der Augenspiegel weltweit. Helmholtz’ Beitrag zur Augenheilkunde war damit aber noch nicht erschöpft: 1851 erfand er das Ophthalmometer, um den Krümmungsradius der Augenhornhaut zu bestimmen. Diese technischen Entwicklungen trugen wesentlich dazu bei, die Augenheilkunde als eigene medizinische Disziplin zu begründen.

Das Auge faszinierte den vielseitigen Wissenschaftler besonders. Helmholtz (1821 bis 1894), der Physik und Medizin studiert hatte, ging der Frage nach, wie Menschen Farben wahrnehmen. Er entwickelte die Farbentheorie des britischen Augenarztes Thomas Young weiter, der rund ein halbes Jahrhundert zuvor schon vermutet hatte, dass die Zahl der Fotorezeptoren der Netzhaut auf wenige Farben begrenzt ist.

Helmholtz beobachtete, dass man aus farbigem Licht dreier Primärfarben jede beliebige andere Farbe mischen kann. Nach diesem Muster entstehen auch die Bilder bei Farbfernsehern und Monitoren. Der Forscher postulierte drei Rezeptortypen, die unterschiedlich sensibel auf Licht verschiedener Wellenlängen reagieren und so als buntes Bild wahrgenommen werden.

Helmholtz hatte recht: Ende des 19. Jahrhunderts gelang der Nachweis dreier unterschiedlicher Farbsinnzellen in der Netzhaut: Rot-, Blau- und Grünzapfen. Genauer betrachtet, reagieren die sehr empfindlichen Zellen am stärksten auf gelbgrünes, smaragdgrünes und blauviolettes Licht. Werden alle drei Sinneszellen etwa gleich stark angeregt, entsteht ein graues oder weißes Bild. Schwarz sieht man, wenn keiner der Zapfen stimuliert wird.

Was das Auge wahrnimmt, ergibt aber noch lange kein Bild. Jetzt kommt es noch darauf an, wie das Gehirn die Signale verarbeitet. Helmholtz erkannte im 19. Jahrhundert wahrscheinlich als Erster, dass das Gehirn nicht nur die Informationen der einzelnen Sinnessysteme verarbeitet, sondern diese Eindrücke auch zusammensetzt und daraus Schlüsse zieht.