大脑如何产生意识？肿瘤如何发生转移？年仅三十岁的清华大学自动化係博士生导师吴嘉敏，希望自己参与研製的世界上独一无二的显微镜，帮助人类揭开大脑的奥秘，

 并攻克癌症、帕金逊病、癫痫等疾病。

 吴嘉敏近年参与研製的一系列多维多尺度计算摄像仪器被称为“上帝视角”的显微镜，让科学家第一次可以在哺乳动物体内研究大规模细胞之间的交互作用，相关科研成果刊登在《自然》、《细胞》等国际权威学术期刊。

 在清华大学成像与智能技术实验室，遮光帘幕下露出稀奇古怪的複杂零件，布满整个桌台。这是目前世界上唯一能够实现小鼠全脑範围亚细胞分辨率动态观测的设备，是研究神经回路工作机理与大範围肿瘤转移机制的利器。

 吴嘉敏还介绍，以往生命科学研究大部分局限于体外观测，活体内观测常常面临很大的挑战。由于缺少从细胞到组织再到器官这一介于微观与宏观之间的介观尺度活体观测能力，极大限制了生命科学的进展。

 他提出了数字自适应光学技术，能以前所未有的精度记录空间中每一条光线的信息，并在数字世界中重新组织每一条光线，操控光的传播，克服物理世界中光学像差的扰动去恢复足够高的空间分辨率，从而实现了複杂活体环境中的高分辨率高速三维观测。

 清华大学的研究人员利用该仪器在国际上第一次实现了清醒小鼠全脑皮层範围内亚细胞分辨率的动态观测；第一次在哺乳动物体内观测到癌细胞转移时产生迁移体的亚细胞级动态变化。

 吴嘉敏介绍，在癌症治疗研究方面，该技术可帮助临床医生在肿瘤切除手术中，实时快速判断是否切除乾净，也可帮助科学家大範围观测肿瘤转移的过程，研究其机制。

 吴嘉敏希望不断提高活体介观显微成像性能，看得更广、更清晰、更快，捕捉到更多现象，并能让新技术得到广泛应用。目前该团队已将显微成像仪器从铺满一张桌台缩小到一个鞋盒大小。这一系列仪器已在支持清华、北大、三〇一医院等二十项创新性科学研究。

 该团队已成立产业化公司，将数字自适应光学技术应用在手机成像、自动驾驶三维感知等领域。此外，这一技术还可用于天文望远镜，帮助克服大气湍流对天文成像造成的干扰，实现大範围高分辨率的观测。

 莘 华