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.
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.
Henrik Moodysson RønnowHenrik Ronnow was born in Copenhagen in 1974. He was awarded his master's degree in physics in 1996. Having earned his doctorate in 2000, he left Denmark for training at the Laue-Langevin Institute in Grenoble. Between 2000 and 2002, he held a Marie Curie Fellowship hosted by the Atomic Energy Commission. In 2002 he was appointed as an invited researcher at the NEC Laboratories in Princeton, then at the University of Chicago's James Franck Institute. In 2003, he became a researcher at the Laboratory for Neutron Scattering (Swiss Federal Institute of Technology in Zurich) and at the Paul Scherrer Institute. In 2007 he was appointed Assistant Professor at Ecole Polytechnique federale de Lausanne (EPFL). In 2012 he was promoted to Associate Professor. Profession 2012- Associate Professor, Laboratory for Quantum Magnetism, EPFL, Switzerland 2007-2012 Assistant Professor, Laboratory for Quantum Magnetism, EPFL, Switzerland 2003-2006 Scientist, Laboratory for Neutron Scattering, ETH-Zürich & Paul Scherrer Institute, Switzerland 2002-2003 Visiting Scientist, NEC-Laboratories Inc., Princeton, and James Franck Institute, University of Chicago, USA 2000-2002 Marie Curie Fellowship funded by the EU, hosted by Commissariat à l'Energie Atomique, Grenoble, France 2000 Postdoc, Institut Laue-Langevin, Grenoble, France 1996 Research assistant, Risø National Laboratory, Denmark Education 2000 Ph.D. in Physics, Risø National Laboratory and University of Copenhagen: Aspects of quantum magnetism in one, two and three dimensions 1996 M.Sc. in Physics, University of Copenhagen: Magnetic properties of holmium-erbium alloys 1995 B.Sc in Mathematics, University of Copenhagen 1994 B.Sc in Physics, University of Copenhagen 1992 High school graduate, Natural Sciences, Scolae Academiae Sorana
Marilyne AndersenMarilyne Andersen est professeure ordinaire en technologies durables de la construction et dirige le Laboratoire Performance Intégrée au Design (LIPID) qu'elle a fondé en automne 2010. Elle a été Doyenne de la Faculté de l'Environnement Naturel, Architectural et Construit (ENAC) de l'EPFL de 2013 à 2018 et est la Directrice Académique du Smart Living Lab à Fribourg. Elle co-dirige également le Student Kreativity and Innovation Laboratory (SKIL) à l'ENAC.Avant de rejoindre l'EPFL, elle était professeure assistante puis associée (tenure-track) dans le Building Technology Group du MIT, au sein du Département d'Architecture, où elle a fondé et dirigé le MIT Daylighting Lab depuis 2004. Elle a aussi été professeure invitée à la Singapore University of Technology and Design en 2019. Marilyne Andersen détient un Master ès sciences en physique et s'est spécialisée dans l'éclairage naturel durant sa thèse dans la physique du bâtiment à l'EPFL au Laboratoire d'énergie solaire et de physique du bâtiment (LESO) ainsi qu'en tant que chercheuse invitée au Building Technologies Department du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie. Ses recherches se situent à l'interface entre sciences, ingénierie et architecture avec une attention spécifique sur l'impact de la lumière naturelle sur les occupants d'un bâtiment. Avec un focus sur les questions de confort, de perception et de santé et leurs implications énergétiques, ces efforts de recherche visent à une intégration plus profonde de la performance lumineuse et du confort intérieur dans le processus de conception, grâce à de nouvelles synergies avec d'autres domaines scientifiques, comme la chronobiologie et les neurosciences ainsi que la psychophysique ou l'informatique et l'imagerie digitale. Elle s'appuie sur ces recherches pour les étendre à la pratique architecturale à travers la startup OCULIGHT dynamics qu'elle a co-fondée, et qui offre des services spécialisés en éclairage naturel avec un accent particulier sur les effets psycho-physiologiques de la lumière naturelle sur les occupants d'un bâtiment. Elle est l'auteure de plus de 200 articles référés publiés dans des revues scientifiques et lors de conférences internationales, ainsi que la lauréate de plusieurs bourses et prix dont: le Daylight Award for Research (2016), onze prix et distinctions pour ses publications (2009, 2011, 2012, 2015, 2018, 2019, 2021) dont le Taylor Technical Talent Award 2009 décerné par la Illuminating Engineering Society, le 3M Non-Tenured Faculty Award (2009), le Mitsui Career Development Professorship au MIT (2008) et le prix EPFL de la Fondation Chorafas en durabilité attribué pour sa thèse (2005). Ses travaux de recherche ou d'enseignement ont été soutenus par des organisations professionnelles, institutionnelles et industrielles tels que les Fonds National pour la Recherche Scientifique (en Suisse et aux USA), la fondation Velux, le programme Européen Horizon 2020, la Boston Society of Architects, la MIT Energy Initiative et InnoSuisse. Elle a été la directrice et responsable académique de l'équipe suisse et son projet NeighborHub, qui a gagné la compétition U.S. Solar Decathlon 2017 avec 8 podiums sur 10 épreuves. Elle est membre du Conseil de la Fondation LafargeHolcim pour la construction durable et dirige son Comité Académique. Elle est également membre du conseil éditorial de la revue scientifique Building and Environment chez Elsevier ainsi que des revues LEUKOS (de la Illuminating Engineering Society) et Buildings and Cities chez Taylor et Francis. Elle est Experte pour le Conseil d'Innovation InnoSuisse ainsi que membre fondatrice et membre du Conseil de la Fondation Culture du Bâti (CUB). Elle est aussi membre fondatrice de la Daylight Academy et membre active de plusieurs comités de l'Illuminating Engineering Society (IES) et de la Commission Internationale de l'Eclairage (CIE).
Benoît Marie Joseph DeveaudBenoît Deveaud est maintenant Directeur Adjoint à l'Enseignement et la Recherche, Ecole Polytechnique Palaiseau.
Benoît Deveaud est né en France en 1952. Il est admis en 1971 à l'Ecole Polytechnique de Paris et s'y spécialise en physique. En 1974, il entre au Centre National d'Etudes des Télécommunications. Il mène à la fois les études sur les centres profonds dans les semi-conducteurs III-V, et poursuit ses études de physique en préparant un diplôme d'études approfondies en physique des solides. En 1984, il soutient sa thèse de doctorat à l'Université de Grenoble.
Entre-temps, son équipe s'intéresse aux microstructures et lance une recherche sur les propriétés structurales et optiques des super réseaux à base d'arséniure de gallium. Ces études mettent en évidence par exemple le transport vertical dans les superréseaux ou la quantification des énergies de transition dans un puits quantique. En 1986 il rejoint l'équipe de Daniel Chemla aux Bell Laboratories (Holmdel USA) et participe à la mise au point de la première expérience de luminescence ayant une résolution temporelle meilleure qu'une picoseconde. Il étudie les processus de relaxation ultra-rapide dans les puits quantiques.
Rentré en France, au CNET, en 1988, il dirige un laboratoire d'études ultra-rapides, portant sur les propriétés optiques et électroniques des matériaux semi-conducteurs.
Nommé professeur en physique à l'EPFL en octobre 1993, son équipe de recherche étudie la physique des processus ultrarapides dans les micro- et nanostructures et les composants qui les utilisent.
Il a dirigé l'Institut de Micro et Optoélectronique depuis 1998 puis l'Institut de Photonique et électronique quantique de 2003 à 2007. Son équipe participe activement au Pôle national de Recherche "Quantum Photonics" dont il a été le Directeur Adjoint de 2001 à 2005 puis le Directeur de 2005 à 2013.
Il a été Doyen pour la recherche à l'EPFL de 2008 à 2014.
De 2014 à 2017, il a dirigé l'Institut de Physique.
Il a été editeur divisionnaire de Physical Review Letters de 2001 à 2007.
