Fabrizio CarboneBirth 20/04/1976
Master degree: University of Pavia "optoelectronic engineering". September 2001.
Reasearch scientist at Pirelli Labs, Milan Italy between September 2000 and August 2002.
PhD in condensed matter physics from the University of Geneva, prof. van der Marel gorup. January 2007
Post doc in physical chemistry at Caltech in prof. Zewail`s group. March 2007-April 2009
Jean-Philippe BrantutI did my PhD at the Institut d'Optique under the direction of Philippe Bouyer and Alain Aspect, before moving to ETHZ in the group of Tilman Esslinger, first as a post-doc then as a senior scientist. There I developed in particular the method allowing for a quantum simulation of nano-electronic devices with ultracold quantum gases.Since september 2016, I hold the Fondation Sandoz chair in physics of quantum gases at EPFL. There, my group has developed the first cold atoms machine combining Fermi gases with cavity-quantum electrodynamics. We use it to explore new ways of measuring and manipulating quantum matter.
Christian GruberOriginaire de Neuchâtel, Christian Gruber est né à Orbe (VD) le 20 juillet 1939. Il étudie la physique à l'Université de Lausanne où il obtient son diplôme en 1963. Il poursuit ses études à l'Université de Princeton, aux Etats-Unis, tout en fonctionnant comme assistant: il y fait un Master en 1965 puis un doctorat, Ph. D. en physique théorique avec le prof. A. S. Wightmann en 1968.
Il est ensuite boursier à l'Institut des Hautes Etudes Scientifiques à Bures-sur-Yvette (France). Premier assistant au Laboratoire de physique théorique à l'EPFL, de 1971 à 1974, il est nommé professeur titulaire en 1975, puis extraordinaire neuf ans plus tard et enfin, professeur ordinaire en 1987. Chef du département de 1988 à 1990, il prend, depuis 1990, la direction de l'Institut de physique théorique.
Son enseignement porte sur la mécanique, la thermodynamique, la physique statistique, la physique quantique, et la relativité générale. Il poursuit des recherches dans le domaine des résultats rigoureux en mécanique statistique : propriétés des états d'équilibre, systèmes sur réseaux, systèmes coulombiens; études sur les transitions de phase, diagrammes de phase et tension superficielle. Il a dirigé plusieurs thèses sur la mécanique statistique classique et quantique de l'équilibre.
Diplômes:
Diploma in Physics-1963-Univ. de Lausanne, CH
M.S.-1965-Princeton Univ., US
Ph.D.-1968-Princeton Univ., US
Luc ThévenazDe nationalité suisse et né à Genève, Luc Thévenaz a obtenu en 1982 le diplôme de physicien, mention astrophysique, de l'Université de Genève et le doctorat ès sciences naturelles, mention physique, en 1988 de l'Université de Genève. C'est durant ces années de thèse qu'il a développé son domaine d'excellence, en l'occurrence les fibres optiques et leurs applications. En 1988, Luc Thévenaz a rejoint l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), où il dirige actuellement un groupe de recherche en photonique, notamment en optique dans les fibres et dans les capteurs. Ses domaines de recherche couvrent les capteurs à fibre optique basés sur la diffusion Brillouin, l'optique non-linéaire dans les fibres, la lumière lente et rapide et la spectroscopie laser dans les gaz. Ses réalisations principales sont: - l'invention d'une configuration innovante pour les capteurs répartis Brillouin, basée sur l'emploi d'une seule source laser, ce qui lui donne une grande stabilité intrinsèque et qui a permis de réaliser les premières mesures hors laboratoire avec ce type de capteur; - le développement d'un capteur de gaz à l'état de traces, basé sur une détection photoacoustique et utilisant une source laser à semi-conducteur dans le proche infra-rouge, pouvant détecter une concentration du gaz au niveau du ppb; - la première démonstration expérimentale de lumière lente et rapide dans les fibres optiques qui puissent être contrôlées par un autre faisceau lumineux, réalisées à température ambiante et fonctionnant à n'importe quelle longueur d'onde grâce à l'exploitation de la diffusion Brillouin. La première vitesse de groupe négative dans les fibres a aussi été démontrée selon le même principe. En 1991, il a visité l'Université PUC de Rio de Janeiro au Brésil, où il a travaillé sur la génération d'impulsions picoseconde avec des diodes laser. En 1991-1992 il a travaillé à l'Université de Stanford aux USA, où il a participé au développement d'un gyroscope basé sur un laser Brillouin à fibre. Il a rejoint en 1998 l'entreprise Orbisphere Laboratories SA à Neuchâtel en Suisse en tant qu'expert scientifique, avec pour tâche de développer des capteurs de gaz à l'état de traces, basés sur la spectroscopie laser photoacoustique. En 1998 and 1999 il a visité le Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) à Daejon en Corée du Sud, où il a travaillé sur des capteurs de courant électrique utilisant un laser à fibre optique. En 2000 il a été un des co-fondateurs de l'entreprise Omnisens SA à Morges en Suisse, qui développe et commercialise de l'instrumentation et des capteurs optiques de pointe. En 2007 il a visité l'Université de Tel Aviv, où il a étudié le contrôle tout-optique de la polarisation de la lumière dans les fibres optiques. Durant l'hiver 2010, il a séjourné à l'Université de Sydney en Australie (CUDOS: Centre for Ultrahigh bandwidth Devices for Optical Systems) où il a étudié les apllications de la diffusion Brillouin stimulée dans les guides d'onde à base de verres chalcogénures. En 2014, il a séjourné à L'Université Polytechnique de Valence en Espagne, où il a travaillé sur les applications photoniques pour les micro-ondes exploitant la diffusion Brillouin stimulée. Il a été membre du Consortium formé pour le projet européen FP7 GOSPEL "Gouverner la vitesse de la lumière", a été Président de l'Action Européenne COST 299 "FIDES: Les fibres optiques pour relever les nouveaux défis de la société de l'information" et est auteur ou co-auteur de quelques 480 publications et 12 brevets. Il est actuellement Coordinateur du projet H2020 Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Networks FINESSE (FIbre NErve Systems for Sensing). Il est co-Editeur-en-Chef de la revue "Nature Light: Science & Applications" et Membre du Comité Editorial (Editeur Associé) de la revues suivantes: "APL Photonics" et "Laser & Photonics Reviews". Il a été élevé au rang de "Fellow" par l'IEEE, ainsi que par la Société Optique (OSA).
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.
