Henry Markram: Vizualizace synaptických map na neokortikální neurony
Henry Markram je ředitelem projektu Blue Brain Project, ředitelem Centra pro neurovědy a technologie a spoluředitelem Brain Mind Institute na École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL).
B.Sc. (Hons) získal na univerzitě v Kapském Městě v Jihoafrické republice pod dohledem Rodneyho Douglase a jeho Ph.D. na Weizmannově vědeckém institutu v Izraeli pod dohledem Menahema Segala. Během své Ph.D. práce objevil vazbu mezi acetylcholinem a paměťovými mechanismy tím, že ukázal, že acetylcholin moduluje primární receptor spojený se synaptickou plasticitou.
Markram odešel do Spojených států jako Fulbrightův stipendista do National Institutes of Health (NIH), kde studoval iontové kanály na synaptických váčcích. Poté odešel jako Minerva Fellow do Laboratoře Berta Sakmanna v Institutu Maxe Plancka v německém Heidelbergu, kde objevil vápníkové přechody v dendritech vyvolané podprahovou aktivitou a jednotlivými akčními potenciály šířícími se zpět do dendritů. Začal také studovat konektivitu mezi neurony a velmi podrobně popisoval, jak jsou pyramidové neurony vrstvy 5 vzájemně propojeny.
Byl první, kdo změnil přesné milisekundové relativní načasování jednotlivých pre- a postsynaptických akčních potenciálů, aby odhalil vysoce přesný mechanismus učení operující mezi neurony – nyní reprodukovaný v mnoha mozkových oblastech a známý jako spike timing-dependentní synaptická plasticita (STDP). Tyto experimenty byly provedeny v roce 1993, čtyři roky před publikací. Ačkoli se již dříve objevily některé korelačně citlivé nálezy, byla to první studie, která manipulovala s jednotlivými pre- a postsynaptickými špičkami, aby sledovala účinek synaptických změn.
Markram byl jmenován odborným asistentem na Weizmannově vědeckém institutu, kde začal systematicky pitvat neokorteální sloupec. Zjistil, že synaptické učení může také zahrnovat změnu synaptické dynamiky (tzv. redistribuci synaptické účinnosti) spíše než pouhou změnu silných stránek spojení. Odhalil také spektrum nových principů, jimiž se řídí struktura neokorteálního mikroobvodu, funkce a emergentní dynamika. Na základě emergentní dynamiky neokorteálního mikroobvodu spolu s Wolfgangem Maassem vyvinuli teorii kapalného počítání neboli výpočtu s vysokou entropií.
V roce 2002 přešel do EPFL jako řádný profesor a zakladatel/ředitel Brain Mind Institute a ředitel Center for Neuroscience and Technology. V BMI, v Laboratoři pro neuronové mikroobvody, Markram pokračoval v odhalování plánu neokortikální kolony, budování nejmodernějších nástrojů pro provádění multi-neuronové záplatové svorkové nahrávky v kombinaci s laserem a elektrickou stimulací, stejně jako multi-site elektrickým nahráváním, chemickým zobrazováním a genovou expresí. Markram obdržel řadu ocenění a publikoval přes 75 prací.