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Es neurocientífico, director del Laboratorio Cajal de Circuitos Corticales (CTB, Universidad Politécnica de Madrid) y profesor ad honorem del CSIC y de la UPM. Especialista en la microanatomía del cerebro, lleva más de cuatro décadas dedicado al estudio de la estructura y la organización de la corteza cerebral. Fue investigador principal en España del proyecto Neurolab de la NASA en 1998 y, en 2009, impulsó y lideró durante una década el Cajal Blue Brain Project. Este proyecto contribuyó a situar a España en una posición destacada en el abordaje multidisciplinar del estudio del cerebro, que combinó modelos matemáticos, simulaciones y el desarrollo de herramientas informáticas para el análisis microanatómico de la corteza cerebral. Además, dio origen al Laboratorio Cajal de Circuitos Corticales y propició su participación como uno de los trece líderes del Human Brain Project entre 2013 y 2023. Su trabajo ha contribuido de manera decisiva a ampliar el conocimiento de la organización cortical y a reforzar la proyección internacional de la neurociencia española. Considerado la máxima autoridad mundial en la obra científica de Santiago Ramón y Cajal, ha dedicado también una parte esencial de su trayectoria a difundir su legado y a mostrar las profundas relaciones entre ciencia, historia y arte. Su labor ha contribuido, además, a acercar la neurociencia al público general.