■人物檔案

　　馬騁博士于2004年獲得北京清華大學(xué)電子工程學(xué)士學(xué)位。自2004至2006年，馬騁在清華大學(xué)電子工程系進(jìn)行碩士學(xué)習(xí)。

　　自2006年，馬騁在美國弗吉尼亞理工大學(xué)電氣工程系進(jìn)行博士學(xué)習(xí)，師從著名光傳感專家王安波教授，并于2012年獲得博士學(xué)位，研究主要圍繞白光干涉儀、吸收光譜以及光機(jī)諧振器在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用展開。

　　2011—2012年，馬騁作為技術(shù)負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在美國國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室成功進(jìn)行兩次傳感器現(xiàn)場測試，成果獲得國際同行一致好評并受邀參加能源部年度報(bào)告。

　　自2012至2016年，馬騁在美國華盛頓大學(xué)（圣路易斯）生物醫(yī)學(xué)工程系進(jìn)行博士后研究，其合作導(dǎo)師是現(xiàn)就職加州理工學(xué)院的國際著名生物光子學(xué)專家汪立宏教授。博士后階段，馬騁博士的研究主要圍繞復(fù)雜介質(zhì)內(nèi)電磁波傳輸以及深層組織生物光子學(xué)成像展開，所涉及到的核心技術(shù)包括光聲計(jì)算斷層成像以及激光波前工程。馬騁在其任博士后研究助理階段多次參與、主持美國國家自然科學(xué)基金、美國能源部、美國國立衛(wèi)生研究院項(xiàng)目。

　　2016年5月至今，馬騁博士以助理教授身份受聘于清華大學(xué)電子工程系，組建生物光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室。他目前的研究興趣包括復(fù)雜介質(zhì)中電磁波傳輸，光子—聲子耦合作用在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，光聲顯微及計(jì)算斷層成像，激光波前整形及自適應(yīng)光學(xué)，深層生物組織光學(xué)成像、治療，以及光遺傳學(xué)。馬博士目前已在國際知名學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文26篇，包括《自然》子刊兩篇（Nature Photonics，Nature Communications），《科學(xué)》子刊一篇（Science Advances）, 以及國際光學(xué)學(xué)會旗艦期刊Optica三篇，并參與編寫國際學(xué)術(shù)著作一部。在博士后研究助理階段，以共同項(xiàng)目負(fù)責(zé)人身份成功申請美國國家自然科學(xué)基金。

　　2016年，獲得中組部“青年千人”專家稱號。

　　早春二月的陽光透過窗，灑在清華大學(xué)羅姆樓的一間辦公室。光的漫散射映得這間略顯狹小的屋子格外明亮，讓人心生暖意。馬騁就在這里辦公，他是清華大學(xué)電子工程系的助理教授，去年作為“青年千人”剛剛回國。

　　馬騁的書架上擺著《病理學(xué)》《內(nèi)科學(xué)》《外科學(xué)》以及其他厚厚的醫(yī)學(xué)典籍……這種奇特的組合，是否有點(diǎn)讓人不明就里？電子工程系，醫(yī)科教材？

　　其實(shí)，這跟馬騁的研究方向有關(guān)，他主要從事生物光子學(xué)成像，特別是深層組織光子學(xué)成像的研究。生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像是研究應(yīng)用的重要方向。馬騁開展光聲成像的目的之一，就是為了讓醫(yī)生或生物科研工作者獲得一種新的觀察生物組織的能力，更強(qiáng)大的能力。

馬騁與合作導(dǎo)師汪立宏（右）合影

　　打破極限，用光子學(xué)手段探測生物

　　“生物光子學(xué)，通俗點(diǎn)說就是用光子學(xué)的手段去探測生物。”馬騁向記者開始介紹起這門年輕學(xué)科，“如果用光進(jìn)行成像，我們會得到非常多的信息。從海量的信息里提取我們想要的部分，怎么去看病灶，如何去分析，這就是我們所要研究的部分。”

　　生物光子學(xué)應(yīng)用有兩個大方向，一是生物學(xué)上的成像，另一個就是醫(yī)學(xué)成像，用于臨床。臨床上生物光子學(xué)普遍用于病理研究時，把組織做切片在顯微鏡下面看，顯微鏡就是生物光子學(xué)的設(shè)備。

　　梳理顯微鏡的發(fā)展史我們知道，從最早簡陋的光學(xué)顯微鏡到如今各種先進(jìn)的光子學(xué)顯微鏡，以及利用生物熒光標(biāo)簽等手段，為生物學(xué)打開新視野已立下汗馬功勞。

　　光子學(xué)成像有其獨(dú)特優(yōu)勢。馬騁講道，首先光的波長相對較短。由于成像分辨率與波長相關(guān)一般是正比，波長越短分辨率越高，所以光子學(xué)成像可以做到高分辨率。

　　光學(xué)顯微鏡分辨率的極限曾被認(rèn)為是200納米左右。而獲得2014年諾貝爾化學(xué)獎的超高分辨率熒光顯微技術(shù)，則通過一系列物理原理和化學(xué)機(jī)制打破了“衍射極限”，把光學(xué)顯微鏡的分辨率又提高了幾十倍，使人類以前所未有的視角觀察生物微觀世界。

　　第二，光的波長能引起能級之間的躍遷，這意味著我們通過光可以很直接的看到與分子相關(guān)的信息。第三，光電子技術(shù)，包括通訊、傳感等近年來發(fā)展迅猛，對生物光子學(xué)的發(fā)展起到了極大推動作用。

　　生物光子學(xué)，由生命科學(xué)和物理科學(xué)交叉融合形成，使生命科學(xué)直接深入到物質(zhì)結(jié)構(gòu)的深層次，并由此帶動了生命科學(xué)的深度發(fā)展。

　　進(jìn)去是光，出來是超聲

　　光子學(xué)有兩大極限，一個就是“衍射極限”，但這已被突破；另一個就是散射極限，它阻礙著光子學(xué)探測的穿透深度。這一屏障正等待著科學(xué)家們攻克，馬騁就是其中之一。

　　“光有很多好處，但也有一個問題，就是散射。”馬騁說，看云、看霧，我們都看不穿，這就是因?yàn)樯⑸�。光子學(xué)只能看到一些表淺的東西，比如說病理切片。由于散射的限制，光子能夠穿透的深度一般也就一毫米。馬騁的目標(biāo)就是“看得更深些”。

　　當(dāng)我們用手電筒照手掌心，可以看到光是能夠透過的，只是量少了很多。“光其實(shí)能夠穿透很深，問題是傳播方向變了。”馬騁邊說邊用手比劃。光被散射之后，傳播方向就隨機(jī)變化，導(dǎo)致無法用其成像。

　　但是，超聲可以！如用激光照射一杯牛奶，牛奶會被激光點(diǎn)亮，但是這束激光無法再形成一束激光出去。但光的能量被牛奶吸收，就會生熱，生熱就會膨脹，這一過程會產(chǎn)生超聲波。超聲信號在生物組織中，基本上就是走直線，“我們可以通過檢測超聲來成像”。

　　這就是生物光子學(xué)中一個獨(dú)特的研究方向——光聲成像。這是近年發(fā)展起來的一種新型生物醫(yī)學(xué)成像方法。當(dāng)脈沖激光照射到生物組織中時，組織的光吸收域?qū)�產(chǎn)生超聲信號。這種由光激發(fā)產(chǎn)生的超聲信號被稱為光聲信號，攜帶了組織的光吸收特征信息，通過探測光聲信號能重建出組織中的光吸收分布圖像。光聲成像從原理上避開了光散射的影響。

　　光聲成像使深層組織光子學(xué)成像前景無限，馬騁在國外求學(xué)時在這一領(lǐng)域取得過突破，這也是他回國后科研工作的一個重要部分。

　　成長之路： 原點(diǎn)、起點(diǎn)和小目標(biāo)

　　清華是馬騁的原點(diǎn)，在清華大學(xué)讀本科時，馬騁修的是光電子專業(yè)，如今又回到母�；氐奖鞠等谓�；十年來，他歷經(jīng)海外求學(xué)、任職、回國，清華又是馬騁的一個起點(diǎn)。

　　2006年，馬騁赴美在弗吉尼亞理工大學(xué)攻讀博士，師從光電傳感界的“大牛”王安波，主要從事光纖傳感的研究。2012年，馬騁博士畢業(yè)后到華盛頓大學(xué)進(jìn)行博士后研究，主攻生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)。

　　關(guān)于求學(xué)歷程，馬騁說一開始對物理很感興趣所以就學(xué)了光電子，因?yàn)楣怆娮又杏泻芏嗪苡幸馑嫉奈锢憩F(xiàn)象；光纖傳感中不僅有很多的物理知識，也跟實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密，感覺有很多有意思的東西可以做。后來，馬騁對光電子在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生了極大的興趣，于是果斷地進(jìn)入了生物光子學(xué)領(lǐng)域。

　　馬騁在華盛頓大學(xué)汪利宏教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)行博士后研究階段所負(fù)責(zé)的波前工程與光聲成像項(xiàng)目是生物光子學(xué)領(lǐng)域的前沿方向，他的工作集中在利用光與聲的相互作用在復(fù)雜介質(zhì)內(nèi)聚焦以及成像，其工作在《自然》雜志新聞特寫專訪中被報(bào)道。他和所在團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列開創(chuàng)性探索，取得了豐碩成果，其結(jié)果發(fā)表在了2014年12月的《自然—光子學(xué)》以及2015年1月份的《自然—通訊》雜志上。

　　2016年，獲得國家“青年千人”計(jì)劃支持，馬騁回到了闊別十年的北京。

　　“現(xiàn)在政府的政策非常好，鼓勵科研工作者去創(chuàng)新。當(dāng)時在國外時就想著回國挺好，真正回國了之后，與國內(nèi)的學(xué)者一塊交流、在這個環(huán)境里開始奮斗的時候，你會發(fā)現(xiàn)比想象的還要好。”目前，馬騁還在組織建設(shè)團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)室，“擼起袖子加油干”形容他的狀態(tài)再合適不過。

　　“從事生物光子學(xué)要求對個人的知識體系有極大的擴(kuò)充。我現(xiàn)在不斷的學(xué)習(xí)，感覺在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)方面，自己的知識儲備還很不夠。我們很多工作要和生物學(xué)家、醫(yī)生合作，自己需要和他們有共同語言，才能更順暢的交流，把好技術(shù)恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用到更多的領(lǐng)域。”于是在馬騁的書架上擺上生物、醫(yī)學(xué)書籍就很合理了。

　　出于科研需要，更出于個人興趣，馬騁為自己定了一個“小目標(biāo)”：在某幾個專攻領(lǐng)域能像醫(yī)生那樣給人看病。馬騁曾經(jīng)問過一個學(xué)醫(yī)的朋友，說我想達(dá)到這個目標(biāo)，需要怎么做？朋友說，比較困難。

　　“但我覺得短期是比較困難，但這是一輩子的事，可能學(xué)個十年二十年，不斷的積累。”馬騁目前跟一些醫(yī)生合作搞研究。“跟什么樣的專家合作，就可以學(xué)到什么樣的知識，加上自身不斷努力，日積月累或許至少可以當(dāng)半個醫(yī)生了。”