Miguel Nicolelis

Braziliaanse neurowetenschapper onderzoekt de koppeling tussen brein en machine. Ontwerpt exoskelet voor aftrap van het WK voetbal. Noemt zichzelf 'hersenstormjager'.

“Alles kan, als je er maar genoeg moeite voor doet.” Dit kreeg de Braziliaan Miguel Nicolelis (1961) als klein kind te horen van zijn grootmoeder. Deze uitspraak nam hij ter harte. Als neurowetenschapper, of zoals Nicolelis het noemt 'hersenstormjager', verricht hij baanbrekend onderzoek. Hij werd door Scientific American uitgeroepen tot één van de twintig invloedrijkste wetenschappers van Amerika.

Nicolelis is verbonden aan Duke University in Durnham, North Carolina. Hier leidt hij het Walk Again Project. Samen met zijn team ontwikkelt hij een exoskelet dat wordt aangedreven door hersengolven. Deze signalen worden via elektroden op de schedel opgevangen en draadloos naar het skelet doorgestuurd. Het doel is om een invalide Braziliaan zo weer te laten lopen en de aftrap van het WK voetbal in juni 2014 te laten verzorgen. Het is de eerste keer dat deze technieken op mensen worden toegepast. Wanneer Nicolelis’ experiment slaagt, heeft dit enorme gevolgen voor de kwaliteit van leven van onder andere invaliden.

Hersenen en computers

Het Walk Again Project borduurt voort op eerder, zeer succesvol onderzoek van Nicolelis. Al sinds de jaren negentig pioniert hij op het gebied brain-machine-interfaces; hersenaangedreven computers in de vorm van robots. Zo slaagde Nicolelis er in 2008 in hersengolven van een aap in Amerika te koppelen aan een robot in Japan.

De aap werd op een loopband gezet en beloond, zolang hij bleef lopen. De robot in Japan liep op basis van de hersengolven die de aap produceerde. Toen de loopband in Amerika werd stopgezet, bleef de aap via een monitor kijken naar de beelden van de robot. Doordat de aap bleef denken aan lopen, werden er hersengolven geproduceerd, waardoor de robot in Japan bleef lopen. Dit leverde het bewijs dat het brein kan functioneren zonder de tussenkomst van het lichaam.

Breinnetwerk

In 2013 breidde Nicolelis dit experiment uit door de breinen van twee ratten aan elkaar te koppelen, zonder tussenkomst van een computer. De ene rat bevond zich in Amerika en de andere in Brazilië. De hersengolven werden via internet verzonden. Deze brain-to-brain-interface biedt perspectief. Zo kan het  experiment zowel geografisch als qua aantal deelnemers worden uitgebreid, waardoor een groot breinnetwerk kan ontstaan. In plaats van ratten, zouden ook apenbreinen of misschien wel mensenbreinen aan elkaar gekoppeld kunnen worden.

De resultaten van Nicolelis’ onderzoeken zijn gepubliceerd in prestigieuze tijdschriften zoals Scientific Report, The Scientist, Science en Nature. Wereldwijd vinden zijn onderzoeken navolging. Nicolelis is medeoprichter en directeur van het Edmond and Lily Safra International Institute of Neuroscience of Natal in Brazilië. In 2011 schreef Nicolelis het boek Beyond Boundaries, waarin hij uitwijdt over de ontwikkelingen in de neurowetenschappen en de mogelijkheden voor de toekomst.

Nicolelis studeerde geneeskunde aan de universiteit van São Paulo, waarna hij promoveerde aan de faculteit Biomedische wetenschappen.