Николелис получил диплом доктора медицины в университете Сан-Паулу в 1984 году и степень доктора философии в 1989 году в Институте биомедицинских наук в Сан-Паулу.
В настоящее время Николелис — профессор университета Дьюка в Северной Каролине (США).