Nato a Selvacava di Ausonia (Fr) il 23 aprile 1946. Laureato in Medicina e Chirurgia con lode nell'Università Cattolica di Roma nel 1970. Perfezionando della Scuola Normale Superiore di Pisa dal 1970 al 1972. Ricercatore del C.N.R. dal 1972 al 1986. Professore ordinario di Fisiologia Generale presso la Facoltà di Scienze dell'Università di Ferrara a partire dal 1986, insegna anche (dal 2001) Epistemologia e Storia della scienza presso la stessa Università.
Ha trascorso numerosi periodi di lavoro all'estero ed in particolare è stato per due anni ricercatore associato presso il Laboratoire de Neurobiologie de École Normale Supérieure di Parigi e per un anno Visiting Professor presso il Department of Psychology della Tokyo University. È stato invitato a tenere relazioni in numerosi congressi internazionali (in Francia, Svizzera, Spagna, Stati Uniti) e nazionali, e ha tenuto seminari in alcune prestigiose istituzioni scientifiche (tra queste il Physiological Laboratory dell'Università di Cambridge, il Department of Neurobiology della Harvard Medical School, il Department of Physiology, Biophysics and Ophthalmology della New York University, il Department of Psychology della Tokyo University, il Department of Physiology della Keio University, e il Department of Opthalmology del Nebraska University Medical Center, l’Istituto di Neurobiologia del C.N.R. di Roma, la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste).
In collaborazione con Ivan Bodis-Wollner ha organizzato il Simposio su "Dopaminergic Mechanisms on Vision" tenutosi nel 1987 a Budapest nell'ambito del "II World Congress" dell’International Brain Research Organization (IBRO), e ne ha curato la pubblicazione degli atti presso l'Editore A. Liss di New York. Dal 1991-1994 Marco Piccolino ha fatto parte, insieme a colleghi giapponesi, statunitensi e cinesi, di un gruppo internazionale di studio che ha ricevuto un finanziamento triennale di ricerca dalla prestigiosa organizzazione internazionale "Human Frontiers Science Programme" per condurre esperimenti sulla fisiologia della retina.
Nel 2004 Marco Piccolino è stato nominato Socio onorario dell’Accademia Nazionale di scienze e Lettere di Modena.
Gli studi principali di Piccolino riguardano la neurofisiologia della retina dei vertebrati e in particolare il ruolo delle cellule orizzontali nelle interazioni sinaptiche al primo stadio dell'integrazione sinaptica nella retina. A partire dal 1981 le sue ricerche sono state dirette all'analisi del ruolo della dopammina nella modulazione della trasmissione a livello delle sinapsi elettriche tra cellule orizzontali. Questi studi, condotti in collaborazione con colleghi della École Normale Supérieure di Parigi, hanno permesso per la prima volta di dimostrare il controllo operato da un neurotrasmettitore della permeabilità delle sinapsi elettriche tra cellule nervose.
I risultati delle ricerche sperimentali condotte da Marco Piccolino sono stati oggetto di oltre un centinaio di articoli scientifici, molti dei quali apparsi su riviste internazionali importanti (e tra queste Nature, Science, i Proceedings of the National academy of sciences of the U.S.A., Trends in neurosciences). L'articolo sul controllo dopamminergico della permeabilità delle sinapsi elettriche della retina pubblicato nel 1984 sulla rivista Journal of Neuroscience è considerato un classico nel campo, e ha ottenuto un elevato numero di citazioni nella letteratura scientifica internazionale (oltre 310).
Da circa dieci anni Marco Piccolino si è dedicato inoltre allo studio di vari aspetti della storia della scienza, in rapporto più o meno stretto con i suoi interessi sperimentali. Inizialmente si è occupato dello studio storico dell'opera scientifica del neuroanatomico spagnolo S. Ramón y Cajal, opera che tra Ottocento e Novecento ha permesso di stabilire i fondamenti morfo-funzionali della struttura del sistema nervoso. Più recentemente si è occupato dell’opera elettrofisiologica di Luigi Galvani e dello sviluppo storico dell'elettrofisiologia. A questi argomenti ha dedicato due libri: il primo, scritto in italiano in collaborazione con Marco Bresadola (Rane, torpedini e scintille, Galvani, Volta e l'elettricità animale, Bollati-Boringhieri 2003), è risultato vincitore di un importante premio letterario (Pozzale-Luigi Russo); il secondo in inglese (The Taming of the ray / Electric fish research in the Enlightenment, from John Walsh to Alessandro Volta, Olschki, Firenze, 2003), basato sulla scoperta di un manoscritto inedito presso la Royal Society di Londra, riguarda in particolare la dimostrazione della natura elettrica della scossa della torpedine e l'importanza di questo evento per lo sviluppo dell’elettrofisiologia e dell'elettrologia. Sempre su temi di storia e di cultura della scienza Marco Piccolino ha scritto un nuovo libro (Lo zufolo e la cicala / Divagazioni galileiane tra la scienza e la sua storia) che sarà pubblicato a marzo del 2005 dalla Bollati-Boringhieri di Torino, e per la stessa casa editrice sta curando la pubblicazione di un volume sulle controversie nelle neuroscienze.
Tra le attività che Marco Piccolino ha portato avanti negli ultimi anni vi è anche un progetto di divulgazione scientifica che egli ha realizzato soprattutto attraverso la collaborazione alla rivista Naturalmente pubblicata a Pisa dall'A.N.I.S.N. (Associazione Nazionale Insegnanti Scienze Naturali) per la quale ha scritto uno serie di articoli sia strettamente scientifici che di carattere storico.
Aprile 2005