Henry MarkramHenry Markram started a dual scientific and medical career at the University of Cape Town, in South Africa. His scientific work in the 80s revealed the polymodal receptive fields of pontomedullary reticular formation neurons in vivo and how acetylcholine re-organized these sensory maps.
He moved to Israel in 1988 and obtained his PhD at the Weizmann Institute where he discovered a link between acetylcholine and memory mechanisms by being the first to show that acetylcholine modulates the NMDA receptor in vitro studies, and thereby gates which synapses can undergo synaptic plasticity. He was also the first to characterize the electrical and anatomical properties of the cholinergic neurons in the medial septum diagonal band.
He carried out a first postdoctoral study as a Fulbright Scholar at the NIH, on the biophysics of ion channels on synaptic vesicles using sub-fractionation methods to isolate synaptic vesicles and patch-clamp recordings to characterize the ion channels. He carried out a second postdoctoral study at the Max Planck Institute, as a Minerva Fellow, where he discovered that individual action potentials propagating back into dendrites also cause pulsed influx of Ca2 into the dendrites and found that sub-threshold activity could also activated a low threshold Ca2 channel. He developed a model to show how different types of electrical activities can divert Ca2 to activate different intracellular targets depending on the speed of Ca2 influx an insight that helps explain how Ca2 acts as a universal second messenger. His most well known discovery is that of the millisecond watershed to judge the relevance of communication between neurons marked by the back-propagating action potential. This phenomenon is now called Spike Timing Dependent Plasticity (STDP), which many laboratories around the world have subsequently found in multiple brain regions and many theoreticians have incorporated as a learning rule. At the Max-Planck he also started exploring the micro-anatomical and physiological principles of the different neurons of the neocortex and of the mono-synaptic connections that they form - the first step towards a systematic reverse engineering of the neocortical microcircuitry to derive the blue prints of the cortical column in a manner that would allow computer model reconstruction.
He received a tenure track position at the Weizmann Institute where he continued the reverse engineering studies and also discovered a number of core principles of the structural and functional organization such as differential signaling onto different neurons, models of dynamic synapses with Misha Tsodyks, the computational functions of dynamic synapses, and how GABAergic neurons map onto interneurons and pyramidal neurons. A major contribution during this period was his discovery of Redistribution of Synaptic Efficacy (RSE), where he showed that co-activation of neurons does not only alter synaptic strength, but also the dynamics of transmission. At the Weizmann, he also found the tabula rasa principle which governs the random structural connectivity between pyramidal neurons and a non-random functional connectivity due to target selection. Markram also developed a novel computation framework with Wolfgang Maass to account for the impact of multiple time constants in neurons and synapses on information processing called liquid computing or high entropy computing.
In 2002, he was appointed Full professor at the EPFL where he founded and directed the Brain Mind Institute. During this time Markram continued his reverse engineering approaches and developed a series of new technologies to allow large-scale multi-neuron patch-clamp studies. Markrams lab discovered a novel microcircuit plasticity phenomenon where connections are formed and eliminated in a Darwinian manner as apposed to where synapses are strengthening or weakened as found for LTP. This was the first demonstration that neural circuits are constantly being re-wired and excitation can boost the rate of re-wiring.
At the EPFL he also completed the much of the reverse engineering studies on the neocortical microcircuitry, revealing deeper insight into the circuit design and built databases of the blue-print of the cortical column. In 2005 he used these databases to launched the Blue Brain Project. The BBP used IBMs most advanced supercomputers to reconstruct a detailed computer model of the neocortical column composed of 10000 neurons, more than 340 different types of neurons distributed according to a layer-based recipe of composition and interconnected with 30 million synapses (6 different types) according to synaptic mapping recipes. The Blue Brain team built dozens of applications that now allow automated reconstruction, simulation, visualization, analysis and calibration of detailed microcircuits. This Proof of Concept completed, Markrams lab has now set the agenda towards whole brain and molecular modeling.
With an in depth understanding of the neocortical microcircuit, Markram set a path to determine how the neocortex changes in Autism. He found hyper-reactivity due to hyper-connectivity in the circuitry and hyper-plasticity due to hyper-NMDA expression. Similar findings in the Amygdala together with behavioral evidence that the animal model of autism expressed hyper-fear led to the novel theory of Autism called the Intense World Syndrome proposed by Henry and Kamila Markram. The Intense World Syndrome claims that the brain of an Autist is hyper-sensitive and hyper-plastic which renders the world painfully intense and the brain overly autonomous. The theory is acquiring rapid recognition and many new studies have extended the findings to other brain regions and to other models of autism.
Markram aims to eventually build detailed computer models of brains of mammals to pioneer simulation-based research in the neuroscience which could serve to aggregate, integrate, unify and validate our knowledge of the brain and to use such a facility as a new tool to explore the emergence of intelligence and higher cognitive functions in the brain, and explore hypotheses of diseases as well as treatments.
Mathias LerchAss. Prof. Mathias Lerch heads the Urban Demography Laboratory (URBDEMO) at the Faculty of Natural, Architectural and Build Environment (ENAC), Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). To improve understanding of urban population growth, Lerch has developed multi-disciplinary research interests in the components of demographic change (mortality/health, fertility and migration), as well as in their interactions with socioeconomic and environmental developments.
Before joining the EPFL, Lerch has acted as the deputy head of the Laboratory of Fertility and Well-Being at the Max Planck Institute for Demographic Research. He has analyzed and taught population change at various Swiss and German universities, as well as at statistical offices, often in transition countries. Since 2008, he has regularly advised national governments, United Nations entities, survey programs and NGOs on population issues and data collection.
Paul Joseph DysonPaul Dyson rejoignit l’EPFL en 2002 à la tête du Laboratoire de chimie organométallique et médicinale de l’Institut des sciences et ingénierie chimiques, dont il en assuma ensuite la direction entre 2008 et 2016.
Le prof. Dyson a été récompensé par de nombreux prix dont le Prix Werner de la Société Suisse de Chimie en 2004, le Prix pour les réalisations exceptionnelles en chimie bio organométallique en 2010, la Médaille du Centenaire de la naissance de Luigi Sacconi (2011) de la Société Italienne de Chimie, le Prix de Chimie bio-inorganique de la Royal Society of Chemistry en 2015, le Prix européen pour une chimie durable de la Société Européenne de Chimie en 2018 et le Prix pour la chimie verte de la Royal Society of Chemistry en 2020.
Le prof. Dyson est également mentionné dans la liste établie par Clarivate des chercheurs les plus cités (Clarivate Highly Cited Researcher), avec un H-index >110 (Web of Science et Google Scholar). Paul Dyson a été élu membre de la Royal Société de Chimie en 2010, membre de l’Académie Européenne des Sciences en 2019 et membre à vie de l’Association Américaine pour l’Avancement de la Science en 2020. Au cours des dernières années il s’est vu décerner le titre de Professeurs Hôte par l’Université de Bourgogne, l’Université de Pierre et Marie Curie, l’Université de Vienne, l’Université de Rome Tor Vergara, l'Ecole Nationale Supérieure de chimie de Paris (Chimie ParisTech) et par l’Université de Shangai Jiao Tong.
De 2016 à 2021 il était membre du conseil de la recherche de la division de mathématique, sciences naturelles et de l’ingénieur du Fonds National Suisse. En 2021, il a été nommé doyen de la Faculté des Sciences de Base.
Pierre DillenbourgAncien instituteur primaire, Pierre Dillenbourg obtient un master en Sciences de lEducation (Université de Mons, Belgique). Dans son projet de master en 1986, il est l'un des premiers au monde à appliquer les méthodes de 'machine learning' à l'éducation, afin de développer un 'self-improving teaching system'. Ceci lui permettra de débuter une thèse de doctorat en informatique à l'Université de Lancaster (UK) dans le domaine des applications éducatives de lintelligence artificielle. Il a été Maître dEnseignement et de Recherche à lUniversité de Genève. Il rejoint l'EPFL en 2012, où Il fut le directeur du Centre de Recherche sur l'Apprentissage, la formation et ses technologies(CRAFT), puis académique du Centre pour l'Education à l'Ere Digitale (CEDE) qui met en oeuvre la stratégie MOOC de l'EPFL (plus de 2 millions d'inscriptions). Il est actuellement professeur ordinaire en technologies de formation aux sein de la faculté Informatique et Communications et dirige laboratoire d'ergonomie éducative (CHILI). Depuis 2006, il a aussi été le directeur de DUAL-T, la 'leading house' dédiée aux technologies pour les systèmes de formation professionnelle duale. Il a fondé plusieurs start-ups dans l'éducation et rejoint plusieurs conseils d'administration. En 2017, Il a créé avec des collègues le 'Swiss EdTech Collider', un incubateur qui rassemble 80 start-ups dans le domaine des technologies éducatives. En 2018, ils ont lancé LEARN, le centre EPFL pour les sciences de l'apprentissage, lequel regroupe les initiatives locales en innovation éducative. Pierre est un 'inaugural fellow of the International Society of Learning Sciences'. Il est actuellement le Vice-Président Associé pour l'Education à l'EPFL.
Luca Giovanni PattaroniSuite à une formation en Relations Internationales (Institut des Hautes Etudes Internationales, Genève) et un DEA en sciences sociales (Ecole Normale Supérieure de Paris/Ulm), Luca Pattaroni a soutenu une thèse de sociologie en cotutelle (Ecole des Hautes Etudes en Sciences Sociales, Paris/ Université de Genève) sous la direction de Laurent Thévenot (EHESS) et Jean Kellerhals (Université de Genève). Après avoir occupé durant 5 ans un poste d'assistant à la Faculté de Droit (Université de Genève), il a été visiting scholar à lUniversité de Columbia (New York). Il travaille désormais au Laboratoire de Sociologie Urbaine (EPFL) et est associé au Groupe de Sociologie Politique et Morale de l'Ecole des Hautes Etudes en Sciences Sociales (GSPM/EHESS). En 2011, il a été Professeur invité à l'Université Fédérale de Fluminense (Brésil). Ses recherches et publications portent sur les politiques urbaines et culturelles, l’habitat, les mouvements sociaux, les rythmes urbains et les grandes manifestation, l’évolution des modes de vie ainsi que, plus largement les enjeux du commun dans les villes contemporaines. Spécialiste des méthodes mixtes ainsi que de théorie sociologique et politique, il cherche à articuler une analyse fine du pluralisme des modes de vie et un questionnement sur les enjeux politiques et moraux de la composition dun monde commun.
Daniel ThalmannProf. Daniel Thalmann is Honorary Professor at EPFL and Director of Research development at MIRALab Sarl. He has been Visiting Professor at The Institute for Media Innovation (Nanyang Technological University, Singapore) from 2009 to 2017. He is a pioneer in research on Virtual Humans. His current research interests include Real-time Virtual Humans in Virtual Reality, crowd simulation, and 3D Interaction. Daniel Thalmann has been the Founder of The Virtual Reality Lab (VRlab) at EPFL, Switzerland, Professor at The University of Montreal and Visiting Professor/ Researcher at CERN, University of Nebraska, University of Tokyo, and National University of Singapore. Until October 2010, he was the President of the Swiss Association of Research in Information Technology and one Director of the European Research Consortium in Informatics and Mathematics (ERCIM). He is coeditor-in-chief of the Journal of Computer Animation and Virtual Worlds, and member of the editorial board of 6 other journals. Daniel Thalmann was member of numerous Program Committees, Program Chair and CoChair of several conferences including IEEE VR, ACM VRST, and ACM VRCAI. Daniel Thalmann has published more than 500 papers in Graphics, Animation, and Virtual Reality. He is coeditor of 30 books, and coauthor of several books including 'Crowd Simulation' (second edition 2012) and 'Stepping Into Virtual Reality' (2007), published by Springer. He received his PhD in Computer Science in 1977 from the University of Geneva and an Honorary Doctorate (Honoris Causa) from University Paul- Sabatier in Toulouse, France, in 2003. He also received the Eurographics Distinguished Career Award in 2010 and the 2012 Canadian Human Computer Communications Society Achievement Award. Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Daniel_Thalmann Roland SiegwartOriginaire d'Altdorf (UR) et d'Oberkirch (LU), Roland Siegwart est né en 1959 à Lausanne. Après une enfance à Schwyz, il a étudié à l'EPFZ et a obtenu son diplôme en génie mécanique en 1983. Il a travaillé ensuite comme assistant de recherche à l'EPFZ. En 1989, il a obtenu son doctorat, sa thèse traitant de l'application des paliers magnétiques sur les machines d'usinage de grande vitesse.
De 1989 à 1990, il a effectué des recherches à l'Université de Stanford en Californie (USA) et a participé à des projets en microrobotique. De retour en Suisse, il a rejoint l'Institut de robotique à l'EPFZ. Comme directeur remplaçant de l'Institut de Robotique, il a organisé les activités dans la micro- et nanorobotique. Il a mis notamment au pointuncourensystèmesélectroméca-niques appliqués.
Depuis 1990, R. Siegwart a été engagé en parallèle comme vice président de MECOS Traxler AG, une entreprise spin-off' de l'EPFZ. Il a dirigé de nombreux projets industriels dans le domaine des paliers magnétiques. ProfesseurauDépartementdemicrote-chnique de l'EPFL depuis 1996, R. Siegwart est responsable de la recherche en systèmes microtechniques autonomes. Le champ principal de ses activités porte sur les robots et les microrobots mobiles ainsi que les microsystèmes dynamiques et de très hautes performances.
André-Gilles DumontAndré-Gilles Dumont est né en 1951 à la Brévine (NE). Il obtient en 1976 le diplôme d'ingénieur civil de l'EPFL.
Jusqu'en 1979, il est collaborateur d'un bureau d'ingénieurs et dirige la construction de divers bâtiments. Il entre ensuite au Laboratoire des voies de circulation (LAVOC) où il va développer une méthodologie d'essais en vraie grandeur des superstructures routières. Cette activité sera poursuivie au niveau international au sein de deux groupes d'experts scientifiques de l'OCDE.
Parallèlement au développement du LAVOC et à l'exécution de nombreux mandats pour des tiers, il est l'auteur de plusieurs recherches dans le domaine des matériaux granulaires et des bitumineux modifiés par des polymères.
En Suisse, il assume dès 1985 la présidence de la commission Technologie des matériaux de l'Union des professionnels suisses de la route puis, dès 1990, celle de la commission de coordination Exécution et entretien.
Depuis 1991, il est professeur et dirige le LAVOC. Il enseigne aux étudiants du génie civil et du génie rural, d'une part le tracé des voies de circulation et, d'autre part la construction et l'entretien des superstructures routières. Il mène également des recherches dans le domaine des propriétés des matériaux hydrocarbonés et de la modélisation des chaussées, comme dans celui de l'utilisation de la CAO pour l'élaboration des projets routiers et la prise en compte des facteurs environnementaux.
