Renaud Jolivet: via de kosmos naar het brein

Hoogleraar Neural Engineering and Computation, Renaud Jolivet, hield op 15 september zijn inaugurele rede. Jolivet onderzoekt de fundamentele vragen rondom de werking van ons brein bij het Maastricht Centre for Systems Biology van de Faculty of Science and Engineering.

Renaud Jolivet voelde zich altijd al aangetrokken tot de grote vragen van de natuur. Hij studeerde natuurkunde omdat hij aan onopgeloste raadsels in de kosmologie en sterrenkunde wilde werken. “Tijdens mijn studie ontdekte ik dat deze gebieden van de wetenschap toch niet bij me pasten. In plaats daarvan raakte ik geïnteresseerd in de raakvlakken tussen biologie en natuurkunde”, zegt hij. Op zoek naar een promotieplek rolde hij de neurobiologie in. Jolivet verlegde zijn grenzen van de enorme kosmos naar de begrensde ruimte in onze schedel, van miljarden sterren in de Melkweg naar miljarden cellen in het brein. Ondanks de verandering van onderwerp werkt Jolivet nog steeds aan één van de grootste vragen in de natuur: “Hoe functioneren onze hersenen, de plek van ons bewustzijn.”

Perfecte plaats

De hoogleraar werkte aan de Universiteit in Genève en bij het natuurkundig onderzoeksinstituut CERN toen het Maastricht Centre for Systems Biology (MaCSBio) hem vroeg een lezing te geven. Bij MaCSBio vond hij iets wat hij in zijn Zwitserse onderzoek nog miste. “MaCSBio heeft expertise in metabolic modelling (het wiskundig beschrijven van het metabolisme), zulke kennis vind je niet veel binnen de neurowetenschappen. Daar komt nog bij dat CERN, dat onderzoek doet naar elementaire deeltjes, niet de perfecte plek is voor onderzoek naar de hersenen. Mijn verhuizing naar Maastricht voelt daarom heel natuurlijk omdat zowel mijn carrière als mijn onderzoek er beter van worden.”

In Maastricht richt de jonge hoogleraar zich op drie wetenschappelijke lijnen van onderzoek op het gebied van neural engineering en computational neuroscience. “We werken aan een nieuw type neuronale herseninterface waar ooit mensen met epilepsie baat bij kunnen hebben. De tweede lijn begon ik bij CERN. We onderzoeken een nieuwe manier van het in beeld brengen van de hersenen waarbij we de natuurkundige voordelen van zowel MRI als positron emissie tomografie uitbuiten. De derde onderzoekslijn richt zich op het maken van een wiskundige beschrijving van de manier waarop hersenen informatie opslaan. We kijken daarbij naar de rol van niet-neuronale cellen. Hoewel de helft van alle cellen in de hersenen niet-neuronale cellen zijn, weten we er nog maar weinig van.”

Halve eeuw

Terug naar de grote onbeantwoorde vraag: hoe werken onze hersenen? Gelooft Jolivet dat hij het antwoord tijdens zijn leven te zien krijgt? “De afzonderlijke ideeën hierover zijn niet moeilijk te begrijpen, maar het brein is een enorm heterogeen orgaan, bestaande uit miljarden met elkaar samenwerkende cellen. Ik weet niet zeker of we het mentale framewerk of de gereedschappen al hebben die nodig zijn om het brein te begrijpen. We hebben bijvoorbeeld nog geen theorie die beschrijft hoe al deze cellen gesynchroniseerd samenwerken. Toch, de laatste decennia zagen verschillende nieuwe en krachtige onderzoeksmethoden voor de bestudering van de hersenen het levenslicht, methoden waar mijn collega’s 20 jaar geleden alleen maar van konden dromen. Ik ben ervan overtuigd dat deze technieken ons in staat stellen die vraag over ongeveer 50 jaar te beantwoorden, dat geeft me de kans het nog mee te maken.”

Groot denken

Wereldwijd nemen individuele academische onderzoeksgroepen het leeuwendeel van het hersenonderzoek voor hun rekening. Jolivet vreest dat dat niet genoeg is om de grote vraag te beantwoorden. “Juist omdat het brein en het onderzoek ernaar zo complex zijn, moeten we het onderzoek heel anders organiseren. Individuele researchgroepen naderen de limiet van wat ze kunnen bereiken en dus is er meer samenwerking nodig.” Jolivet bewondert de manier waarop kernfysici de overstap maakten van individueel naar grootschalig onderzoek bij CERN waar researchgroepen uit heel de wereld als één samenwerken.

Het Europese project EBRAINS zet een eerste stap naar grootschalige en innigere samenwerking tussen onderzoekers. Jolivet is voorzitter van het Science and Technology Committee van het project. "EBRAINS is de erfenis van het Human Brain Project dat een model van het brein probeerde te maken. In tegenstelling tot het Human Brain Project ligt bij EBRAINS de nadruk niet op de wetenschap zelf, maar op het optuigen van een grootschalige infrastructuur voor hersenonderzoek.”

Al met al bereikt het hersenonderzoek langzaam maar zeker de kritische massa die nodig is voor het begrijpen van de manier waarop ons brein werkt. Jolivet en zijn collega’s bij MaCSBio zullen hier hun steentje aan bijdragen.

Biografie

  • 2001-2005 PhD in Computational Neurosciences, EPFL, Zwitserland
  • 2006-2015 Postdoc in Zwitserland, Japan en het Verenigd Koninkrijk
  • 2016-2021 Titulair hoogleraar en senior lector, Universiteit Genève en CERN, Zwitserland
  • Sinds 2021 Hoogleraar Neural Engineering and Computation, Universiteit Maastricht
  • Sinds 2023 Voorzitter van het EBRAINS Science and Technology Committee
  • 2023 Winnaar van de André Mischke YAE Prijs voor Science and Policy

Lees ook

  • Adriana Iamnitchi’s carrière was als een gespreid bedje. Ze werkte als full professor bij het Department of Computer Science and Engineering van de University of South Florida. Toch zocht ze een andere uitdaging en kwam naar Maastricht, om zich hier te storten op onderzoek naar sociale media.

  • Phishing mails of helpdeskmedewerkers die je vragen om geld over te maken? Digitale criminaliteit neemt toe en wordt steeds gewiekster. Artificial Intelligence speelt daarin een negatieve én positieve rol. Aan de ene kant ontstaan er door AI nieuwe vormen van cybercrime; aan de andere kant helpt AI...

  • Eigenlijk wilde Caroline Bouvier illustrator worden, maar ze werd uiteindelijk chemicus. Ze slaagde erin haar passies, kunst en scheikunde, te combineren in haar onderzoek - het creëren van moleculaire vingerafdrukken van 's werelds meest beroemde schilderijen, waaronder oude meesterwerken uit de...