Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü'nden 2005 yılında mezun olan 38 yaşındaki Tozburun, Koç Üniversitesinde de yüksek lisans eğitimi aldı. Daha sonra ABD'nin Kuzey Karolina Üniversitesinde biyomedikal uygulamaları üzerine doktora yapan Türk bilim insanı, 2012-2016'da ise Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesinde görüntüleme sistemleri üzerine çalışmalar yürüttü.